Инженерный журнал: наука и инновацииЭЛЕКТРОННОЕ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ИЗДАНИЕ
свидетельство о регистрации СМИ Эл № ФС77-53688 от 17 апреля 2013 г. ISSN 2308-6033. DOI 10.18698/2308-6033
  • Русский
  • Английский
Статья

Расчет нагрузок на несущую систему транспортных средств

Опубликовано: 02.12.2013

Авторы: Барышников Ю.Н.

Опубликовано в выпуске: #12(24)/2013

DOI: 10.18698/2308-6033-2013-12-1141

Раздел: Инженерные науки | Рубрика: Теоретическая механика. Проектирование механизмов и машин

В настоящее время при проектировании и доводке автомобилей широко распространены расчетные методы исследования, например метод конечных элементов (МКЭ). Однако МКЭ - всего лишь инструмент в руках исследователя. Полученный автором опыт показал, что проблема кроется не только в выборе конечноэлементной модели несущей конструкции, но и в создании математических моделей самосвала. С их помощью можно рассчитывать реальные нагрузки, действующие на отдельные узлы автомобиля в различных режимах эксплуатации, а затем использовать полученные нагрузки для расчетов на прочность и долговечность тех же узлов. На основе анализа условий эксплуатации карьерных самосвалов выделены основные расчетные случаи: наезд груженого автомобиля на неровности дороги и разгрузка автомобиля. Разработаны математические модели, методика и программа расчета нагрузок, действующих на несущую систему автомобиля-самосвала в указанных случаях. Программа реализует итерационный метод Ньютона в сочетании с методом пошагового изменения параметров. Исследованы реакции на раму от направляющего аппарата подвески при наезде на неровность и от платформы при разгрузке. Предложены пути снижения указанных нагрузок. В частности, показано, что при наезде автомобиля на неровность применение зависимой задней подвески позволяет существенно уменьшить крутящий момент, действующий на раму, по сравнению с независимой задней подвеской. Результаты расчетов нагрузок использованы для анализа напряженного состояния рамы карьерного самосвала. Даны рекомендации по применению различных конечно-элементных моделей рамы. Приведены сравнительные результаты численных и натурных экспериментов. Предложенная методика дает возможность получить достоверные результаты и позволяет уже на ранней стадии проектирования проводить многовариантные расчеты несущей системы автомобиля для выбора оптимального конструктивного решения.


Литература
[1] Мариев П.Л., Кулешов А.А., Егоров А.Н., Зырянов И.В. Карьерный автотранспорт стран СНГ в XXI веке. Санкт-Петербург, Наука, 2006, 387 с.
[2] Барышников Ю.Н., Григолюк Э.И., Сухомлинов Л.Г. Повышение долговечности несущих систем автомобилей-самосвалов особо большой грузоподъемности. Автомобильная промышленность, № 8, 1986, с. 15-16
[3] Яценко Н.Н. Форсированные полигонные испытания грузовых автомобилей. 2-е изд., перераб. и доп. Москва, Машиностроение, 1984, 328 с.
[4] Мазурин А. SCAN: от проектирования до компьютерного анализа и стендовых испытаний. САПР и графика, № 6, 2001, с. 23-24
[5] Зенкевич О. Метод конечных элементов в технике. Москва, Мир, 1975. 539 с.
[6] Испеньков С.А., Ракицкий А.А. Моделирование динамического поведения карьерных самосвалов особо большой грузоподъемности в среде ANSYS. Теоретическая и прикладная механика. БНТУ. Минск, 2010, вып. 25, с. 295-300
[7] Pokras V. Расчет НДС ответственных узлов карьерного самосвала грузоподъемностью 360 тонн. ANSYS Advantage, Русская редакция, № 13, 2010, с. 5-7
[8] Барышников Ю.Н., Григолюк Э.И. Применение математических моделей для оценки нагруженности конструктивных схем карьерных самосвалов. III Всесоюзное НТС "Динамика и прочность автомобиля", Москва, 1988, с. 38
[9] Барышников Ю.Н. Проблемы создания математических моделей для расчета несущих систем карьерных самосвалов. Вестник Нижегородского университета им. Н.И. Лобачевского. Н. Новгород, ННГУ, 2011, № 4, ч. 2, с. 54-56
[10] Бусел Б.У. Категории карьерных дорог. Автомобильная промышленность, № 2, 2003, с. 17-19
[11] Мелик-Саркисьянц А.С., ред. Автомобили-самосвалы. Москва, Машиностроение, 1987, 216 с.