Лаборатория конечноэлементного анализа DSMFEM

Для исследования работоспособности самоходного опрыскивателя с высококлиренсным шасси был использован трехстадийный метод оценки усталостной долговечности, сочетающий моделирование динамики транспортного средства, подверженного реальным эксплуатационным нагрузкам и оценку прочности методом конечных элементов.

Конечно-элементная модель шасси c распределением

эквивалентных напряжений (Па) для одного из расчетных режимов.

Использование двух разных моделей для моделирования динамики и конечно-элементного анализа, а также двухуровневое конечно-элементное моделирование, позволившее сильно снизить вычислительную сложность расчетов, является ключевыми особенностями примененной методики.

На первой стадии расчета выполнялось моделирование динамики самоходного опрыскивателя с учетом нелинейных свойств его подвески на основе гибридных моделей, включавших как твердые, так и упругие дела (шины, сайлент-блоки и рессоры). Использовался программный комплекс Универсальный Механизм.

В результате были получены зависимости перемещений колесных осей (которые не совпадают с профилем пути из-за упругих колебаний деформируемых шин), и сил, передаваемых от кузова опрыскивателя на колеса, от времени.

На второй стадии был выполнен динамический конечно-элементный анализ для подробной модели шасси опрыскивателя. Модель имеет несколько тысяч степеней свободы, но задача линейна и может быть решена относительно быстро. Результаты второй стадии расчета — напряжения во всех точках конструкции (включая сварочные швы), вызванные реальными нагрузками, которые были получены в моделировании движения по моделям реальных дорог на первой стадии исследования.

На третьей стадии была выполнена оценка усталостной долговечности структурных элементов шасси на основе теории разрушений Палгрема-Майнера.

По материалам работы опубликована статья в журнале Engineering Failure Analysis в 2017 г.