По всем вопросам звоните:

+7 495 274-22-22

УДК: 630*37:004

Краткий обзор методов расчета конструкций кабин лесных машин с учетом пластических деформаций

Скобцов И. Г. кафедра транспортных и технологических машин и оборудования, Петрозаводский государственный университет
Куницкая О. А. кафедра технологии и оборудования лесного комплекса, Арктический государственный агротехнологический университет, e-mail: ola.ola07@mail.ru

Работа лесных машин характеризуется достаточно сложными условиями эксплуатации, особенно на сильно пересеченной местности, и при транспортном режиме часто сопряжена с потерей устойчивости и возникновением такой аварийной ситуации, как опрокидывание в результате заноса при повороте, падения колеса в яму, наезда на выступ, съезда в кювет и т. п. В статье показана необходимость совершенствования методов расчета для получения возможности теоретическим путем оценить на стадиях проектирования и доводки соответствие требуемых параметров безопасности защитных устройств оператора их нормативным значениям*.

Литература:

1. Григорьева О. И., Давтян А. Б., Гринько О. И., Войнаш С. А. Концепция универсальной машины для выполнения лесохозяйственных работ и тушения лесных пожаров // Всероссийская научно-практическая конференция студентов, аспирантов и молодых ученых «Машиностроение: новые концепции и технологии». — Красноярск, 2020. — С. 45–49.

2. Григорьева О. И., Давтян А. Б., Гринько О. И. Перспективы импортозамещения в производстве лесохозяйственных и лесопожарных машин в России // Лесоэксплуатация и комплексное использование древесины: Сборник статей Всероссийской научно-практической конференции. — Красноярск, 2020. — С. 66–69.

3. Григорьев И. В., Григорьева О. И. Лесозаготовительные машины на экскаваторной базе // Повышение эффективности лесного комплекса: Материалы IV Всероссийской научнопрактической конференции с международным участием. — 2018. — С. 45–46.

4. Рудов С. Е., Григорьев И. В. Правила эффективной эксплуатации форвардеров // Повышение эффективности лесного комплекса: Материалы 7-й Всероссийской национальной научно-практической конференции с международным участием. — Петрозаводск, 2021. — С. 166–168.

5. Рудов С. Е., Григорьев И. В. Пути повышения эффективности работы систем машин для сортиментной заготовки древесины // Повышение эффективности лесного комплекса: Материалы 7-й Всероссийской национальной научно-практической конференции с международным участием. — Петрозаводск, 2021. — С. 168–169.

6. Григорьев И. В., Рудов С. Е., Каляшов В. А. Транспортно-технологические комплексы на базе лесных машин и самоходных лебедок для проведения рубок леса на склонах / Отв. ред. Н. С. Захаров // Транспортные и транспорт нотехнологические системы: Мате риалы Международной научно-технической конференции. — Тюмень, 2021. — С. 59–62.

7. Григорьев И. В., Рудов С. Е. Перспективы создания транспортных средств для лесозаготовительного производства в арктической зоне // Лесоэксплуатация и комплексное использование древесины: Сборник статей Всероссийской научно-практической конференции. — Красноярск, 2021. — С. 70–74.

8. Григорьева О. И., Гринько О. И., Николаева Ф. В. Лесопожарные транспортно-технологические комплексы на базе колесных форвардеров / Отв. ред. Н. С. Захаров // Транспортные и транспортно-технологические системы: Материалы Международной научно-технической конференции. — Тюмень, 2021. — С. 55–58.

9. Чемшикова Ю. М., Давтян А. Б., Григорьева О. И. Транспортно-технологические системы для лесоразведения на базе гусеничных вездеходов / Отв. ред. Н. С. Захаров // Транспортные и транспортно-технологические системы: Материалы Международной научно-технической конференции. — 2020. — С. 400–403.

10. Тетеревлева Е. В., Гринько О. И., Григорьева О. И. Транспортно-технологические машины для тушения лесных пожаров на базе колесных вездеходов / Отв. ред. Н. С. Захаров // Транспортные и транспортно-технологические системы: Материалы Международной научно-технической конференции. — 2020. — С. 374–377.

11. Полухин П. И., Горелик С. С., Воронцов В. К. Физические основы пластической деформации. — М.: Металлургия, 1982. — 584 с.

12. Ильюшин А. А. Пластичность. — ГИТТЛ, 1948.

13. Мороз Л. С. Механика и физика деформаций и разрушения материалов. — Л.: Машиностроение, 1984. — 224 с.

14. Ильюшин А. А. Труды (1946–1966). Т. 2. Пластичность (Сост. Е. А. Ильюшина, М. Р. Короткина). — М.: Физматлит, 2004. — 480 с.

15. Биргер И. А. Общие алгоритмы решения задач теории упругости, пластичности и ползучести // Механика деформируемых сред. — М.: Наука, 1976. — С. 51–73.

16. Биргер И. А., Мавлютов Р. Р. Сопротивление материалов: учебное пособие. — М.: Наука, 1986. — 560 с.

17. Биргер И. А. и др. Расчет на прочность деталей машин: справочник / И. А. Биргер, Б. Ф. Шорр, Г. Б. Иосилевич. — 4-е изд., перераб. и доп. — М.: Машиностроение, 1993. — 640 с.

18. Griffith A. A. The phenomena of rupture and flow in solids. Phil. Trans. Roy. Soc. Of London A221 (1921). — P. 163–197.

19. Irwin G. R. Fracture dynamics // Fracturing of metals. ASM. — Cleveland, 1948. — P. 147–166.

20. Питухин А. В., Скобцов И. Г., Хвоин Д. А. Программа-методика проведения испытаний макетного образца защитной рамы кабины колесного трелевочного трактора // Труды лесоинженерного факультета ПетрГУ. — Петрозаводск: Изд-во ПетрГУ, 2010. — Вып. 8. — С. 117–119.

21. Черепанов Г. П. Механика хрупкого разрушения. — М.: Наука, 1974. — 640 с.

22. Чернецкий В. И. Моделирование стохастических систем // Петрозаводский государственный университет. — Петрозаводск, 1994. — 488 с.

23. Болотин В. В. Прогнозирование ресурса машин и конструкций. — М.: Машиностроение, 1984. — 312 с.

24. Болотин В. В. Ресурс машин и конструкций. — М.: Машиностроение, 1990. — 448 с.

25. Свешников А. А. Прикладные методы теории случайных функций. — М.: Мир, 1962. — 463 с.

Важнейшим требованием к современным лесным машинам любого назначения является безусловное обеспечение безопасности оператора [1–10], что возможно только при достаточной прочности конструкции машин, в том числе и кабин.

Пластичность — свойство металла деформироваться остаточно (необратимо) без макроразрушений [11].

Вопросами общей теории пластического деформирования в различное время занимались А. Ж.-К. СенВенан, Леви, Р. Э. Мизес, Г. Генки, О. Хилл и ряд других исследователей. Среди отечественных ученых важными работами в данной области можно считать труды Ильюшина А. А., Биргера И. А., Ржаницына А. Р., Губкина С. И. и др.

Согласно А. А. Ильюшину [12], количественной мерой пластичности является степень деформации в момент разрушения

Величина

— накопленная деформация за всю предшествующую историю деформирования (суммарное накопление дефектов кристаллической решетки к моменту разрушения) — была названа А. А. Ильюшиным пределом пластичности. При этом следует отметить, что предел пластичности является сложной функцией многих факторов и зависит от: химического состава и структуры металла, температурноскоростных условий деформирования, напряженного состояния, предшествующей разрушению истории развития напряжений и деформаций во времени, геометрического фактора и внешней среды.

Количественно характеризуют пластичность следующие показатели:

— относительное удлинение:

где

— начальная длина образца;

— конечная длина образца;

— относительное сужение:

где

— площадь поперечного сечения;

— площадь поперечного сечения шейки.

Для решения нелинейных уравнений теории упругопластических деформаций применяют различные варианты метода последовательных приближений. Решение задач теории пластичности сводится при этом к решению последовательности линейных задач, каждая из которых может быть интерпретирована как некоторая задача теории упругости.

Уравнения упругости для анизотропного тела с учетом температурных и дополнительных деформаций в общем виде:

Для Цитирования:
Скобцов И. Г., Куницкая О. А., Краткий обзор методов расчета конструкций кабин лесных машин с учетом пластических деформаций. Сельскохозяйственная техника: обслуживание и ремонт. 2023;9.
Полная версия статьи доступна подписчикам журнала
Язык статьи:
Действия с выбранными: