Ю.Н. Барышников
2
таких машин по-прежнему остается обеспечение их высокой надеж-
ности и долговечности. В первую очередь это касается рамы, воспри-
нимающей основные нагрузки как от дороги, так и от грузовой плат-
формы. Очевидно, что любые поломки рамы ведут к длительным
простоям автомобилей. Поэтому проблема создания рамы с ресур-
сом, равным сроку службы самого автомобиля, для карьерных само-
свалов особенно актуальна [2].
Традиционно доводку конструкции автомобилей проводят на ис-
пытательном стенде или на полигоне [3]. Такой подход позволяет по-
лучить неплохие результаты, но требует создания опытных образцов
автомобилей. Другой способ доводки автомобилей — виртуальные
испытания. В этом случае стендовые испытания реальной конструк-
ции для заданных условий закрепления и нагружения
воспроизводят
на компьютерной модели. Правда, этот способ требует создания не
только опытных образцов конструкций, но и сложного и дорогосто-
ящего оборудования, которое окупается только в условиях массового
производства [4].
Что касается карьерных самосвалов, то высокая стоимость и уни-
кальность каждой новой модели не позволяют проводить широко-
масштабные эксперименты. Поэтому при проектировании и доводке
автомобилей этого класса на первый план выходят расчетные иссле-
дования.
С появлением высокопроизводительных суперкомпьютеров и про-
грамм интерес инженеров и исследователей к компьютерному моде-
лированию растет во всем мире. В настоящее время расчет подобных
конструкций базируется на применении метода конечных элементов
(МКЭ) [5]. На рынке программных продуктов можно найти множество
предложений, реализующих эту концепцию. Например, широко рас-
пространены программные комплексы ANSYS [6], [7]. Следует отме-
тить, что МКЭ — всего лишь инструмент в руках исследователя. В то
же время разработка конечно-элементной модели (КЭМ), степень ее
дискретизации, определение реальных нагрузок и анализ полученных
результатов — огромный научный труд.
Автором настоящей работы на протяжении многих лет исследо-
вались различные математические модели карьерных самосвалов [8],
[9]. Полученный опыт показал, что проблема кроется не только в вы-
боре КЭМ несущей конструкции, но и в создании математических
моделей самосвала. С помощью таких моделей можно рассчитывать
реальные нагрузки, действующие на отдельные узлы автомобиля в
различных режимах эксплуатации. А затем, используя полученные
нагрузки, исследовать прочность и долговечность этих узлов.
Математические модели карьерных самосвалов.
На основе ана-
лиза условий эксплуатации карьерных самосвалов выделены основные
