Статья: ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ТРАНСФОРМАЦИИ НАГРУЖЕНИЯ ОПОРНОГО КОНТУРА ГРУЗОПОДЪЕМНОГО КРАНА (2025)

В процессе функционирования грузовых манипуляторов мобильных транспортно-технологических машин различного назначения, имеющих открытую кинематическую схему с сочленением последовательно установленных звеньев с помощью цилиндрических шарниров, наблюдается изнашивание их контактных поверхностей. Данный вид повреждения является типовым дефектом металлоконструкции манипуляторов. Основная причина изнашивания - малая контактная поверхность пары «проушина-шарнирный палец», что приводит к появлению высокого давления на поверхности контакта отверстия проушины или втулки и к последующему фрикционному изнашиванию. В статье представлена математическая модель и методика моделирования динамического состояния гидравлических манипуляторов мобильных транспортно-технологических машин при наличии повышенных зазоров в цилиндрических шарнирных соединениях звеньев. Рассмотрены конструкции и предложен механизм снижения дополнительной ударной нагрузки в шарнирах с помощью использования встроенных шарнирных демпферов, обеспечивающих как чисто упругое, так и комбинированное вязко-упругое демпфирование колебательных процессов. На основе компьютерного моделирования трехзвенного манипулятора конкретной мобильной машины был выполнен количественный анализ эффективности снижения динамических напряжений в металлоконструкции. Выполнен анализ влияния вязко-упругих характеристик встроенных демпферов на динамическое состояние цилиндрических шарниров с повышенными зазорами.

Операторы строительных и дорожных машин подвергаются значительным вибрационным и ударным нагрузкам. Вибрации приводят к профессиональным заболеваниям и снижению работоспособности операторов. В качестве основных направлений виброзащиты используются виброзащитные опоры кабин и виброзащитные подвески сидений. Активные виброзащитные системы имеют преимущества в широте частотного диапазона и возможностях настройки. В то же время пассивные виброзащитные системы надежнее и долговечнее. В перспективных виброзащитных системах используется эффект квазинулевой жесткости. Описана разработанная в российской среде моделирования SimInTech математическая модель пассивной виброзащитной системы сиденья с эффектом квазинулевой жесткости. Учитываются внешние воздействия в виде заданных перемещений основания сиденья, и параметры системы. Входными параметрами являются масса, время, коэффициенты жесткости и демпфирования, амплитуда и частота колебаний основания сиденья. Выходными параметрами являются координата, скорость и ускорение сиденья в абсолютной системе координат и производная от них перегрузка сиденья. Также в результате моделирования определяются временные зависимости локальной координаты, или деформации виброзащитного механизма. Использованы блоки библиотеки «Механика» SimInTech. Реализованы заданные функциональные зависимости возвращающей силы и демпфирования. Модель воспроизводит вертикальные колебания сиденья. Приведены пример использования и результаты. Возвращающая сила определяется трехсегментной статической силовой характеристикой. Перегрузка определяется по текущим значениям ускорения сиденья, которые, в свою очередь, определяются блоком виртуального датчика. Приведен пример использования модели, когда исследуются вертикальные колебания сиденья с оператором наземной транспортно-технологической машины. Основание сиденья, т. е. пол кабины, совершает заданные гармонические колебания. Приведены графики временных зависимостей вертикальной координаты центра масс сиденья, вертикальной координаты основания сиденья и перемещения сиденья относительно собственного основания, а также временная зависимость перегрузки сиденья. Область применения разработанной модели - исследование динамики вынужденных колебаний виброзащитной системы сиденья наземной транспортно-технологической машины с оператором.

Рассмотрены наиболее распространенные виды дефектов стальных канатов, возникающих при эксплуатации пассажирских канатных дорог, а также причины их возникновения. Проведен анализ геометрических параметров и структуры стального каната с имеющимся дефектом «волнистость», построена компьютерная 3D-модель с использованием видеоаналитики. Рассмотрен оптический метод обнаружения поверхностных дефектов стальных канатов на базе машинного зрения и искусственного интеллекта для дистанционного непрерывного мониторинге его технического состояния.

Пассажирские канатные дороги занимают важное место в инфраструктуре горноклиматических зон, лыжных спортивно-туристических комплексов, а также при использовании этого вида транспорта в качестве канатного метро в крупных городах и агломерациях. В статье рассмотрены принципы обеспечения безопасности при эксплуатации пассажирских канатных дорог, основанные на оценке риска. Сформулированы процедуры оценки риска посредством сопоставления выявленных опасностей критериям приемлемого риска. Рассмотрены основные опасные факторы, влияющие на безопасность эксплуатации пассажирских канатных дорог такие как «расположение на значительной высоте подвижного состава, закрепленного на стальном канате», «движущийся на большой скорости с использованием стальных канатов подвижной состав с пассажирами» и «неквалифицированные действия персонала», для минимизации воздействия которых предложены технические, технологические и организационные мероприятия по обеспечению безопасности при эксплуатации пассажирских канатных дорог на базе использования цифровых информационных технологий.

Использование численного прочностного анализа на современном этапе развития компьютерной техники и прикладного программного обеспечения является обычной практикой проектной деятельности в отношении деталей и узлов транспортных средств. При комбинированном использовании натурных экспериментов и численных методов исследования приобретают актуальность вопросы согласования результатов, их качественной и количественной интерпретации. Целью представленной работы является рассмотрение и изучение частных вопросов корреляции данных, полученных при натурных испытаниях (столкновение автомобиля со сминаемым препятствием) с результатами численного прочностного эксперимента. В рамках изучения деформационного отклика конструкции на фронтальное силовое воздействие были рассмотрены результаты стендовых испытаний на соответствие правилам безопасности, которые показали недостаточную деформационную податливость кузовных элементов, что привело к значительным разрушениям салона. Полученные данные, а именно, глубина смещения переднего торца лонжерона, вошли в состав рабочих параметров при проведении последующего численного прочностного исследования. Показано, что назначение обоснованных начальных и граничных условий задачи, а также введения ряда допущений позволяется существенно ограничить размеры расчетной задачи. Виртуальная картина деформаций, в целом, оказалась визуально сходной к результатам натурных стендовых испытаний. Компьютерный анализ подробно раскрыл динамику и характер разрушений, выявил недостатки конструкции: наличие в лонжероне массивной несминаемой центральной области, передающей в салонную часть основную энергию ударного воздействия. По итогу можно резюмировать, что результаты натурных испытаний и численного эксперимента показали визуально сходную картину. При этом данные численного эксперимента являются более детальными, что дало основание для продолжения исследований модифицированных вариантов конструкции численными методами, существенно сократив количество натурных опытов.

Использование блочной системы хранения и оптимизации маршрутов комплектации на складах сокращает издержки на основные логистические операции. Оснащение складов стеллажами с гравитационным роликовым конвейером обеспечивает более компактное расположение продукции в сравнении с другими типами стеллажей, сокращает маршруты комплектовщиков и автоматизированной грузоподъемной техники. Для безопасной работы гравитационного роликового стеллажа необходимо использовать тормозные ролики, которые ограничивают скорость паллеты в допустимых пределах и предотвращают повреждение стеллажа или груза от излишних динамических нагрузок. В работе рассмотрена разработанная конструкция ролика динамического торможения, в обечайке которого через мультипликатор двигатель воспринимает движущий момент, приведенный от массы паллеты, и вырабатывает уравновешивающий электромагнитный тормозной момент. Разработана методика и получено выражение для подбора двигателя по его механическим характеристикам, удовлетворяющая условия безопасной работы стеллажа и учитывающая конструктивные ограничения гравитационного конвейера. Проведены экспериментальные исследования по определению электротехнических параметров двигателя необходимых для анализа математической модели движения паллеты по гравитационному стеллажу. Проведено сравнение расчетной и экспериментально полученной зависимостей скорости паллеты от ее массы. Предложены диапазоны передаточных отношений мультипликатора, добавочных сопротивлений и уклона полотна гравитационного роликового конвейера для наиболее эффективной работы стеллажа с паллетами массой от 250 до 1500 кг.

В статье рассматривается разработка математической модели системы рулевого управления грузового автомобиля, оснащенного винтореечным рулевым механизмом c гидроусилителем. Особое внимание уделено моделированию работы системы при выполнении парковочных маневров, которые характеризуются большими углами поворота колес, изменяющимся передаточным отношением рулевой трапеции и нелинейным сопротивлением повороту колес. Модель включает в себя описание основных компонентов рулевой системы: насоса, напорного трубопровода, роторного распределителя, гидроцилиндра, рулевой трапеции, шин и управляемых колес. Приведены основные допущения и уравнения, используемые при моделировании механической и гидравлической подсистем. Рассмотрены особенности работы роторного распределителя и изменения характеристик проходных сечений дроссельных окон в зависимости от угла закручивания торсионного вала. Анализируется динамика гидроцилиндра и рулевой трапеции, а также моменты сопротивления повороту шин. Проведен кинематический анализ рулевой трапеции, получены зависимости для расчета передаточного отношения и угловых скоростей ее элементов. Для описания момента сопротивления повороту колес использована модель, учитывающая явление гистерезиса. Численное решение уравнений модели в среде Matlab/Simulink при синусоидальном воздействии на рулевое колесо подтвердило соответствие отклика модели ожидаемым характеристикам рулевого управления.

Диагональное (перекрестное) расположение приводов гусеничных контуров при компоновке гусеничных шасси с двумя движителями является распространенным решением при проектировании наземных транспортно-технологических средств различного назначения. При прямолинейном движении таких средств один движитель всегда работает в тяговом режиме, другой - в толкающем. В данной статье на основе разработанных ранее математических моделей движения гусеничных шасси при отклонении значений факторов, определяющих закономерности движения машины, выполнен анализ движения гусеничного шасси с двумя движителями и диагональным расположением электропривода при постоянном одинаковом значении коэффициента сопротивления движению от грунта, при его переменном значении для каждого из движителей, а также с учетом возможного отклонения скольжения электродвигателей приводов в рамках регламентированного нормативного интервала. Сформированы рекомендации к процедурам проектирования гусеничных шасси в указанном исполнении и конструктивной реализации размещения электродвигателей между движителями внутри гусеничного шасси.

В статье отражены расчетные схемы движения снежной частицы по поверхности режущей полосы и расчетная схема для определения угла наклона режущей полосы питателя роторного снегоочистителя. Представлены соотношения, определяющие направление действия проекций центробежной силы и условия, определяющие характер уравнений движения снежной частицы вдоль режущей полосы и возможных фазовых состояний механической системы «фреза вертикального питателя роторного снегоочистителя - транспортируемая снежная частица». На примере роторного снегоочистителя малой мощности с вертикальным питателем графически показана граница смены направления действия проекций центробежной силы инерции. Описан характер изменения уравнений движения рассматриваемой механической системы. Представлена схема построения профиля режущей полосы фрезы вертикального питателя роторного снегоочистителя. Предложен алгоритм построения профиля режущей полосы фрезы вертикального питателя, при котором, обеспечивается необходимое время нахождения снежной частицы в пространстве фрезы. Использование алгоритма при проектировании рабочих органов роторных снегоочистителей может позволить замедлить процесс формирования снежной призмы в области загрузочного окна метательного аппарата роторного снегоочистителя.