Details

Цель работы: оценка несущей способности и анализ напряжённо-деформированного состояния рамы самосвала. В ходе работы разработана модель рамы самосвала с учетом локального уплотнения конечно-элементной сетки в зонах отверстий. На КЭ-модель наложены полные граничные условия, учитывающие массу полезного груза (15 т) и платформы (2,5 т), сосредоточенные нагрузки от веса силового агрегата (1,4 т) и кабины (0,8 т). В зависимости от расчетного случая расположение данных масс изменяется. В ходе работы анализируются следующие режимы: горизонтальное (транспортное) положение кузова, момент начала разгрузки и крайнее верхнее положение кузова. На начальном этапе конечно-элементного анализа расчет половины конструкции выполнялся с применением граничных условий симметрии, что соответствовало идеализированному равномерному распределению нагрузок (50% на 50%). Для более адекватного моделирования реальных условий эксплуатации на полной пространственной модели рамы был реализован расчетный случай кососимметричного нагружения с несимметричным распределением усилий в пропорции 40% на 60%. Данный подход позволил оценить прочность конструкции при возникновении изгибно-крутильных деформаций, характерных для движения автомобиля по неровному профилю дороги и при маневрировании. Результаты проведенных исследований могут быть использованы при проведении предпроектных работ по модернизации и облегчению несущих систем тяжелых автомобилей-самосвалов.

Objective: Assessment of the load-bearing capacity and analysis of the stress-strain state of the dump truck frame. During the research, a dump truck frame model was developed, incorporating local finite element mesh refinement in the areas of holes. Full boundary conditions were applied to the FE model, accounting for the payload mass (15 t), the dump body mass (2.5 t), and concentrated loads from the powertrain (1.4 t) and the cabin (0.8 t). The positioning of these masses varies depending on the specific load case. The study analyzes the following operating modes: horizontal (transport) position of the dump body, the initiation of unloading, and the maximum upper position of the dump body. At the initial stage of the finite element analysis, the simulation of the half-structure was performed using symmetry boundary conditions, which corresponded to an idealized uniform load distribution (50% to 50%). To ensure a more accurate simulation of real-world operating conditions, a load case of asymmetric loading with a non-uniform force distribution in a 40% to 60% ratio was implemented on the full spatial model of the frame. This approach enabled the evaluation of structural strength under bending-torsional deformations typical for a vehicle traveling on uneven road surfaces and during maneuvering. The results of the research conducted can be utilized in preliminary design stages for the modernization and weight reduction of heavy-duty dump truck load-bearing systems.