Исследование напряженно-деформированного состояния рам автобетоносмесителей при динамических нагрузках

Аннотация

Исследование напряженно-деформированного состояния рам автобетоносмесителей в условиях динамических нагрузок представляет критически важную задачу для обеспечения безопасности и надежности строительной техники. Данное исследование направлено на комплексный анализ механического поведения несущих конструкций автобетоносмесителей при воздействии динамических нагрузок различной природы и интенсивности. В работе применен комплексный подход, включающий численное моделирование методом конечных элементов, модальный анализ динамических характеристик и экспериментальную верификацию расчетных данных. Исследование выполнено на базе анализа 24 образцов рам автобетоносмесителей различных типоразмеров с использованием современных программных комплексов ANSYS Workbench и Nastran. Результаты исследования показывают, что максимальные эквивалентные напряжения по критерию фон Мизеса достигают 287.6 МПа в зонах крепления смесительного барабана при динамическом коэффициенте 2.34. Установлено, что собственные частоты колебаний рам находятся в диапазоне 18.7-43.2 Гц, что создает потенциальную возможность резонансных явлений при рабочих режимах. Выявлены критические зоны концентрации напряжений в областях болтовых соединений и переходных сечений, где коэффициенты концентрации напряжений достигают значений 3.6-4.2. Разработанная методика позволяет прогнозировать ресурс работы рам автобетоносмесителей с точностью 92.3% по сравнению с экспериментальными данными. Практическая значимость работы заключается в создании научно обоснованной методологии проектирования и оптимизации конструкций рам автобетоносмесителей, что способствует повышению их эксплуатационной надежности и снижению риска аварийных ситуаций в строительном производстве.