Введение к работе
Актуальность работы. В условиях рынка появилась заинтересованность изготовителей дорохно-строительвой техники в создании конкурентоспособных машин, имещих высокую технико-экономическую эффективность, которая в значительной степени зависит от эффективности несущих конструкций ДСМ. ,
Ретроспективный анализ показывает, что решение проблемы увеличения эффективности конструкций в различных областях отечественной и зарубежной техники (ракето-, авиа-, судостроении) начинается на.начальной стадии проектирования - на стадии выбора материала. Процесс выбора материала - автоматизирован.
Наиболее эффективными с точки зрения снижения кассы конст
рукции являются высокопрочные легкие материалы (алюминиевые,
титановые сплавы, композиты) . Логично предположить, что приме
нение высокопрочных материалов в несущих конструкциях ДСМ, на
пример, в рабочем оборудовании экскаватора позволит снизить
массу конструкции, и тем самым, увеличить вместимость ковша и
производительность при сохранении грузовой устойчивости экска
ватора. .: .". ';
Применение материалов еысокой удельной прочности1- (алюми- . ниевых, титановых сплавов, композитов} в несуяих. конструкциях позволяет таете значительно увеличить, технико-зконгаическую эфи фектпвность машин.
В дорозно-строительном маяшностроении.подобные исследования не прозодились. В условиях плановой экономике материалы фондировались и проектировщики ограничивались применением только сталей, а материалы высокой удельной прочности - не использовались. В условия* рынка появилась возможность приобретения любых ттериалов через биргз или непосредственно у производителя. Поэтому, разработка системы автоматизированного выбора материалов несускх конструкций дорежно-стронтелъпых маиин является актуальной задачей.
Целью работы яще^ВЯ создание системы автоматизированного выбора материалов несущих конструкций, обеспечивающих улучшение технико-экономических характеристик дорожно-строи-телышх машин.
Положения, защищаемые в работе и их научная новизна заклю-чается в следующем:
обосновано применение материалов высокой удельной прочности в несущих конструкциях дорсжно-строительнвх машин;
разработана методика автоматизированного выбора материалов (сталей; алюминиевых, титановых сплавов; композитов) , обеспечиваниях работоспособность несущих конструкций ДСЫ;
впервые получены универсальные зависимости массы конструкции от величины действущих усилий (гяимящих/растягивад-ших, изгибающих.и крутящих в любом их сочетании) , физико-механических свойств материала и геометрической формы сечения;
проведен анализ эффективности (массовой, стоимостной, технологической) материалов несущих конструкций дорожно-строительнвх маакн с помощью разработанной системы критериев;
предложена многокритериальная модель, позволяющая осуществлять автоматизированный выбор эффективного - с точки зрения снижения массы и стоимости несущих конструкций ДСЫ - материала; .1;
создана модель, позволяющая прогнозировать технические параметры экскаватора (массу, грузоподъемность, емкость ковша, производительность) и, в результате, осуществлять автоматизированный выбор материала рабочего оборудования, обеспечи-вапцего максимальную, техникьэкономическую эффективность экскаваторов.
ррастяческая годность работы:
Автоматизированная система выбора материалов несущих конст рукплй обеспечивает еоосноваиный выбор конструктором нескольких работоспособных материалов (в соответствии с задяваемыми экм луатапиоынши, технологическими и экономическими требованиями) а из их числа -выбор наиболее эффективного материала. Выбор мс жет выполниться на ранних стадиях проектирования, а итоговый дс кумент содержат все сведения о материале, необходимые конструктору для дальнейшего проектирования.
Разработан локальный банк данных свойств материалов (47 марок сталей; 30 - алюминиевых, 20 -титановых сплавов; 19 марок стеклопластиков} , который мсяет служить справочной информацией для конструктора по (механическим,.технологическим, коммерчески:/) свойствам материалов.
На прилерс рабочего оборудования экскаватора доказана це
лесообразность использования композиционных материалов (в
частности, стеклопластика АГ-4С) і-
Реализация работы: технические предложения по сохране
нию тгрочности з жесткости при снижении массы стрелового обору
дования приняты научно-исследовательской лабораторией СКТБ ПСО
Главмосинжстроя, а тадас переданы наВоронежский экскаваторный
завсд для разработки перспективных моделей трубоукладчиков и
эксказатороь. -""'.' ' '
Автоматизированная система, псзволяпцая осуществлять выбор материалов практически для лобых нагруженных конструкций (работающие на изгиб, сжатие/растяжение, кручение и совместно? действие указанных нагружений) приобретена на договорной основе заводами:епктно-эксперимеитальным Теммелиостроймаш" (г. Акмола, Казахстан} и "ЦелмвоградселъмапГ.
Апробация -оаботн. 'Обсуждение работы ггроходшго.на.'зазеда-
нил секции экскаваторов во'ЕЕИИТЪансстрок, сєілше инженерного
проектксовн?л МЭИ; з СКТБ Главмосшистроя. '-.-." '
ОсноЕьые положения диссертационной-работы докладывались на 50, 51 научно-лоследбъе.тельской и научноч/етодачэскях конференциях МГАДй.
Публикадт. Но результатам проведьняЕС исследований опубликовало S рабст.ч.
Объем табоун. Диссертация состоит из введения, 'пята шаз п приложений, содержит 393 страниц, в том числе 25? страниц уашанопЕского текста, ЧЧ тсолиц, 4Z рлсункоз, список литературы из 159 наименований и приложения на /56 стра-
НЕП2Г.
Еа заетт р'ідосятся:
нетерпка агто!!ат2з:фоваяного выбора материалов, обэспе-чиваккгах работоспособности несущих конструкции ДОМ;
универсальные уравнонзя оптимизации массы и формы сече-
нея для различных режимов нагругения несущих конструкций ДМ;
система критериев и результаты исследований эффективности (кассоЕОй, стоимостной, технологической) применения материалов несущих конструкций ДСЫ;
многокритериальная модель для автоматизированного выбора эффективных материалов, обеспзчивавдих снижение массы и стоимости несущих конструкций ДСЫ;
модель для автоматизированного выбора материала (рабочего оборудования} , обеспечивающего максимальную технико-зкономическуа эффективность экскаватора;
результаты автоматизированного зі-ібсра эффективного материала рабочего оборудования экскаватора.
