Наукові основи оптимізації геометричних параметрів інноваційного телескопічного робочого органа бульдозера (на основі загальних теорій взаємодії відвальних робочих органів із середовищем)

Abstract

UK: Постановка проблеми. Сучасні методи моделювання і розрахунку споруд і їх елементів дозволяють досліджувати й аналізувати колосальну кількість умов, що впливають на окремі конструкції та споруди в цілому. Точність розрахунків настільки ж важлива, як і швидкість їх проведення в умовах жорсткої конкуренції. Для прискорення розрахунків приймаються різні спрощення та припущення, як, наприклад, розрахунок балкових кліток. Проте в разі використання як перекриття бетонних елементів або ж моноліту це спрощення перетворюється на вкрай грубу помилку. Сучасні програмні комплекси, що застосовують метод кінцевих елементів, у сукупності з потужністю сучасної обчислювальної техніки дозволяють створювати неймовірні за насиченістю і складністю розрахункові схеми. З ростом складності схем і, відповідно, рівнянь, які доводиться розв'язувати обчислювальній техніці, зростає і шанс похибки, яка може з'явитися просто через складність самої схеми. Тому актуальною постає тема спрощення розрахункових схем − де це потрібно і де цього не можна допускати. Мета дослідження − вивчення впливу елементів пластин у розрахунку за МКЕ на перерозподіл зусиль у балковій клітці. В результаті досліджень з'ясовано, що спрощена схема придатна для оцінювання конструкції, нехай і з легкої похибкою, але не враховує крутного моменту, який на великих прольотах може бути згубним. Варіант, який використовує універсальний КЕ плити, − відмінне рішення для розрахунку гнучких перекриттів і оцінювання впливу моментів від горизонтальних зусиль на балки з перетином великої висоти, і за швидкістю порівняний з першим варіантом. Універсальний КЕ оболонки − складний математичний об'єкт, який враховує зсувну жорсткість перекриття і часто може істотно впливати на несні конструкції, але для його застосування потрібне розуміння тонкощів роботи конструкцій і їх податливості впливам. Хоч цей елемент за правильного застосування дуже ефективний, швидкість його розрахунку нижча, ніж у КЕ плити, і в разі великої їх кількості може зайняти богато часу.

RU: Постановка проблемы. Процесс взаимодействия отвальных рабочих органов с разрабатываемым грунтом является одним из определяющих факторов рабочего цикла машин для землеройнотранспортных работ. Характер процесса значительно влияет на конструкцию землеройно-транспортных машин. Процесс взаимодействия отвального рабочего органа машины с грунтом зависит от технологического назначения машины, а именно от вида работ, которые выполняются машиной, физико-механических свойств грунта и способа его разрушения, геометрических параметров рабочего органа, параметров режима копания (глубины резания, угла резания, угла установки рабочего органа в плане и т. д.), которые определяют силовые и энергетические параметры рабочего процесса машины. Возможность оптимизации геометрических параметров телескопического рабочего органа бульдозера к различным грунтовым условиям и технологическим операциям позволит рационально использовать тягово-сцепные характеристики машины, повысить её производительность и универсальность. Цель статьи − обзор и анализ существующих теорий взаимодействия отвальных рабочих органов с грунтом и разработка, на их основе алгоритма оптимизационного расчета геометрических параметров отвала бульдозера телескопического типа в зависимости от грунтовых условий и тягово-сцепных характеристик базовой машины, определение его производительности при копании и транспортировании грунта. Выводы. На основании тягового баланса разработан алгоритм оптимизации геометрических параметров отвала бульдозера телескопического типа по обобщенному критерию оптимизации ПNG в зависимости от мощности двигателя базовой машины и физико-механических свойств разрабатываемой среды.

EN: Problem statement. The process of co-operation dump working bodies with the developed soil is one of determinative duty cycle machines for earth-moving transport works. Character passing of process carries out the considerable influence on the construction of earth-moving transport machines. Passing process of cooperation dump working body machine with soil depends on the technological setting machine, namely from a kind of a robot, that is executed by a machine, physical and mechanical properties of soil and method of his destruction, geometrical parameters of working body, parameters of the mode digging (depth of cutting, cutting corner, corner setting of working organ in a plan and etc.), that determine power and power parameters of working process machine. Possibility optimization of geometrical parameters telescopic working body of bulldozer to different ground to the terms and technological operations will allow rationally to use hauling and coupling descriptions of machine, promote her productivity and universality. Purpose. There is a review and analysis of existent theories of cooperation of dump working bodies with soil and development, on their basis, algorithm of optimization calculation geometrical parameters of dump bulldozer telescopic type depending on the ground terms and hauling and coupling descriptions of base machine, determination of his productivity at digging and portage soil. Conclusions. On the basis of hauling balance the algorithm optimization of geometrical parameters dump bulldozer telescopic type is worked out after the generalized criterion optimization ПNG depending on engine of base machine and physical and mechanical properties of the developed environment power.