АНАЛИЗ МЕТОДОВ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ И УСТАЛОСТНОЙ ПРОЧНОСТИ ПОДВИЖНОГО СОСТАВА
Ключевые слова:
экспериментально-аналитический метод, метод конечных элементов, долговечность, надежность, напряженно-деформированное состояниеАннотация
В статье представлены обзор состояния вопроса и анализ проблем связанных c долговечностью и надежностью конструкций подвижного состава (ПС) на основе исследования их напряженно-деформированного состояния (НДС) с применением известных экспериментально-аналитических методов и метода конечных элементов (МКЭ) при воздействии переменного по времени рабочего нагружения высокого уровня интенсивности.
Расчет на усталостную прочность, при проектировании деталей и узлов подвижного состава, входит в перечень расчетов в их конструкторской документации и относится к наиболее сложным и ответственным расчетным этапом. Проблема заключается в том, что после его проведения возрастает вероятность (необходимость) увеличения габаритных размеров деталей, которые, в свою очередь, имеют жесткие требования по габаритным размерам относительно готового изделия. Поэтому, часто возникают случаи, когда невозможно соответствовать усталостной прочности без увеличения габаритов. По этой причине возникает необходимость подбора материала или проводить различные конструктивно-технологические мероприятия по упрочнению ослабленных областей деталей, чтобы, в результате, деталь соответствовала критерию усталостной прочности.
Представленная проблема во много зависит от расчетного метода исследования усталостной прочности деталей. Поэтому, в представленной работе предлагается сравнения по точности и эффективности известного экспериментально-аналитического метода и метода конечных элементов, как одного из современных численных расчетных методов, используемых в промышленности. Главным фактором преимущества его использования является высокий уровень точности при определении напряженно-деформированного состояния для сложных форм деталей и условий их нагружения.
Библиографические ссылки
Ужик Г.В. Методы испытаний металлов и деталей машин на выносливость/ Г.В. Ужик. – М.: Изд. Академии наук СССР. 1948. – 263 с.
Писаренко Г.С. Сопротивление материалов/ Г.С. Писаренко, В.А. Агарев, А.Л. Квитка, В.Г. Попков, Э.С. Уманский. – Киев: Высш. Шк., 1982. – 325 с.
Оганьян Э.С. Расчеты и испытания на прочность несущих конструкций локомотивов/ Э.С. Оганьян, Г.М. Волохов. – М.: ФГБОУ «Учебно-методический центр по образованию на железнодорожном транспорте, 2013. – 326 с.
Пономарев С.Д. Расчеты на прочность в машиностроении/ С.Д. Пономарев, В.Л. Бидерман, К.К. Лихарев, В.М. Макушин, В.И. Феодосьев. – М.: Машгиз, 1959. – 1078 с.
Одинг, И. А. Допускаемые напряжения в машиностроении и циклическая прочность металлов/ И. А. Одинг. – М.: Машгиз, 1962. – 260 с.
Беляев Н.М. Сопротивление материалов/ Н.М. Беляев. – М.: Наука. 1976. – 608 с.
Екобори Т. Физика и механика разрушения и прочности твердых тел/ Т. Екобори. – М.: Металлургия, 1971. – 264 с.
Серенсен С.В. Несущая способность и расчеты деталей машин на прочность/ С.В. Серенсен, В.П. Когаев, Р.М. Шнейдерович. – М.: Машиностроение, 1975. – 488 с.
Галлагер Р. Метод конечных элементов. Основы/ Р. Галлагер. – М.: Мир, 1984. – 428 с.
Сегерлинд Л. Применение метода конечных элементов/ Л. Сегерлинд. – М.: Мир. 1979. – 392 с.
Шимановский А.О. Применение метода конечных элементов в решении задач прикладной механики/ А.О. Шимановский, А.В. Путято. – Гомель: БелГУТ, 2008. – 61 с.
Зенкевич О. Метод конечных элементов в технике/ О. Зенкевич. – М.: Мир. 1975. – 541 с.
Стренг Г. Теория метода конечных элементов/ Г. Стренг. – М.: Мир. 1977. – 347 с.
Чернявский А.О. Метод конечных элементов. Основы практического применения/ А.О. Чернявский. – М.: Машиностроение, 2003. – 24 с.
Келлер И.Э. Критерии прочности и пластичности/ И.Э. Келлер, Д.С. Петухов. – Пермь: Изд-во Перм. нац. исслед. политехн. ун-та, 2020. – 157 с.
