Дипломы, курсовые, рефераты, контрольные...
Срочная помощь в учёбе

Повышение эффективности защитных устройств кабин лесозаготовительных машин

Диссертация: Повышение эффективности защитных устройств кабин лесозаготовительных машин
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Учитывая, что вопросам модернизации отечественного машиностроения, в том числе и лесного, уделяется самое серьезное внимание, а также то, что при создании лесных машин необходимо обеспечить во время их эксплуатации безопасные условия труда оператора, а соответствующие методы оценки качества защитных устройств на стадии проектирования и доводки еще не разработаны, тема диссертационной работы… Читать ещё >

Содержание

  • 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ
    • 1. 1. Анализ конструктивных решений защитных устройств кабин лесозаготовительных машин
    • 1. 2. Требования действующих стандартов по безопасности при работе на самоходных лесных машинах
    • 1. 3. Краткий обзор методов расчета конструкций с учетом пластических деформаций
    • 1. 4. Состояние работ в области влияния технологических дефектов на надежность конструкций лесозаготовительных машин
    • 1. 5. Результаты анализа рассмотренных работ
  • 2. ПОСТРОЕНИЕ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ ЗАЩИТНОГО УСТРОЙСТВА КАБИНЫ КОЛЕСНОГО ТРЕЛЕВОЧНОГО ТРАКТОРА
    • 2. 1. Методика расчета упругопластических деформаций защитной рамы кабины колесного трелевочного трактора
    • 2. 2. Исследование влияния технологических дефектов на прочность защитного каркаса кабины колесного трелевочного трактора
  • 3. МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
    • 3. 1. Цель и задачи исследований
    • 3. 2. Программа и условия проведения эксперимента
    • 3. 3. Аппаратура и методы измерения основных параметров
  • 4. ОБРАБОТКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ДАННЫХ
  • 5. ПРОВЕРКА АДЕКВАТНОСТИ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ

Повышение эффективности защитных устройств кабин лесозаготовительных машин (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Актуальность темы

На существующем этапе развития экономики Российской Федерации на первый план встает проблема модернизации отечественного машиностроения. Без существенного прорыва в этой области Россия может окончательно стать сырьевым придатком не только развитых постиндустриальных, но и развивающихся стран. Необходимо на самом современном уровне решать вопросы проектирования, производства и эффективной эксплуатации различного вида продукции машиностроения, в том числе машин и оборудования лесного комплекса.

При переходе к рыночной экономике большинство из действующих стандартов, определяющих требования к надежности, производительности и другим показателям эффективности лесозаготовительных и лесохозяйственных машин, были отменены. Остались действующими лишь стандарты, определяющие требования к показателям безопасности и эргономики. Поэтому и проектирование лесных машин должно производиться не только с учетом требований рынка, но и в обязательном порядке с учетом требований вышеуказанных стандартов. Важнейшими из них являются стандарты по безопасности, регламентирующие поведение защитных устройств кабин операторов при опрокидывании колесных лесных тракторов и падении на них тяжелых предметов (вершин деревьев, сучьев, хлыстов и др.).

Существующие же в настоящее время методы расчета не позволяют даже качественно оценить на стадиях проектирования и доводки соответствие требуемых параметров безопасности защитных устройств оператора их нормативным значениям. Не разработаны методики, учитывающие пластические деформации защитных устройств, наличие возможных дефектов изготовления, случайный характер действующих нагрузок.

Учитывая, что вопросам модернизации отечественного машиностроения, в том числе и лесного, уделяется самое серьезное внимание, а также то, что при создании лесных машин необходимо обеспечить во время их эксплуатации безопасные условия труда оператора, а соответствующие методы оценки качества защитных устройств на стадии проектирования и доводки еще не разработаны, тема диссертационной работы является актуальной.

Цель работы. Повышение безопасности труда оператора трелевочного трактора путем оценки качества защитных устройств кабин при проектировании и доводке.

Задачи исследований. Исходя из актуальности проблемы и цели работы, задачи исследований формулируются следующим образом:

• анализ научно-технической, нормативной, справочной и другой литературы в области проектирования защитных устройств кабин тракторов, а также оценки параметров их безопасности;

• разработка математической модели напряженно-деформированного состояния защитного устройства кабины лесозаготовительного трактора с учетом пластических деформаций;

• исследование влияния технологических дефектов на прочность защитного устройства кабины лесозаготовительного трактора;

• исследование энергопоглощающих свойств геометрически подобной модели защитного устройства экспериментальным путем;

• проверка адекватности математической модели путем сравнения результатов теоретических и экспериментальных исследований.

Объекты и методы исследований: объектами исследований являются: защитный каркас кабины колесного трелевочного трактора ТЖ-4−01 Онежского тракторного заводамакетные образцы защитного каркаса, изготовленные в уменьшенном масштабев работе использованы методы математического моделирования напряженно-деформированного состояния твердого тела, экспериментального исследования энергопоглощающих свойств защитного устройства, математической статистики.

Научная новизна работы. Разработана и исследована математическая модель оценки напряженно-деформированного состояния защитного устройства кабины колесного трелевочного трактора при боковом нагружении с учетом пластического деформирования, позволяющая определить величину энергии, поглощенной защитным устройством и оценить ее соответствие требованиям стандартов по безопасности труда операторов.

Предложена методика оценки напряженно-деформированного состояния защитного устройства кабины колесного трелевочного трактора при боковом нагружении с учетом влияния возможных технологических дефектов, позволяющая определить величину предельного размера дефекта и предельной нагрузки.

Проведены экспериментальные исследования макетных образцов защитных устройств колесного трелевочного трактора. Результаты экспериментов подтверждают адекватность математической модели.

Значимость для теории и практики. Расчет энергопоглощающих свойств защитного каркаса трелевочного трактора, выполненный по предложенной модели, позволяет на стадии проектирования с минимальной затратой времени оценить качество разрабатываемого защитного устройства с целью обеспечения безопасных условий труда оператора при эксплуатации создаваемой машины в будущем.

Результаты исследования позволяют дать количественную оценку соответствия требуемых параметров безопасности устройств защиты оператора их нормативным значениям.

Основные положения. выносимые на защиту:

•обоснование исходной информации и расчетной схемы защитного устройства кабины колесного трелевочного трактора;

•математическая модель оценки величины поглощаемой энергии за счет упруго-пластических деформаций при боковом нагружении защитных устройств;

•методика оценки влияния возможных технологических дефектов на прочность защитных устройств оператора;

•методика и результаты экспериментальных исследований энергопогло-щающих свойств защитного устройства;

•выводы и рекомендации по оценке качества защитных устройств. Обоснованность и достоверность результатов исследований. Достоверность результатов исследований подтверждается данными экспериментальных испытаний и положительным опытом внедрения разработок в практическую деятельность.

Апробаиия работы. Основные положения работы обсуждались на международной конференции «Водные и лесные ресурсы России: проблемы и перспективы использования, социальная значимость» (Пенза, 2009) — на II и 1П Всероссийских конференциях «Безопасность критичных инфраструктур и территорий» (Екатеринбург, 2008, 2009), на XIII Международной научно-практической конференции «Современные технологии в машиностроении» (Пенза, 2009), на международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы лесного комплекса» (Брянск, 2010), на международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы развития лесного комплекса» (Вологда, 2011), на международной научно-технической конференции, посвященной 60-летию лесоинженерного факультета ПетрГУ «Опыт лесопользования в условиях Северо-Запада РФ и Фенноскандии» (Петрозаводск, 2011) на научных семинарах кафедры технологии металлов и ремонта лесоинженерного факультета ПетрГУ (2008;2011).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 12 научных трудов. Реализация работы. Основные результаты используются на ОАО «Онежский тракторный завод», в учебном процессе кафедры технологии металлов и ремонта Петрозаводского государственного университета.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти разделов, заключения, списка использованных источников и приложений. Общий объем работы 125 страниц, 40 рисунков, 7 таблиц.

Список использованных источников

включает 92 наименования.

7) Результаты исследования приняты к внедрению ОАО «Онежский тракторный завод».

Показать весь текст

Список литературы

  1. Г. М., Большаков Б. М. Новые концепции теории лесосечных машин. С-Пб.: ЛТА, 1998. — 116с.
  2. Г. М. Условия эксплуатации и нагруженность трансмиссии трелевочного трактора. М.: Лесная промышленность, 1975. — 165с
  3. Г. М. Эксплуатационная эффективность трелевочных тракторов. М.: Лесная промышленность, 1990. — 208с.
  4. В.Н. Справочник конструктора-машиностроителя. М.: Машиностроение, 1980. Т. 2. 560 с.
  5. М.Г. Введение в теорию систем местность-машина. М.: Машиностроение, 1973. — 520с.
  6. И. А. Общие алгоритмы решения задач теории упругости, пластичности и ползучести // Механика деформируемых сред. М.: Наука, 1976. С. 51−73.
  7. И. А., Мавлютов Р. Р. Сопротивление материалов: Учебное пособие. М.: Наука, 1986. — 560 с.
  8. И.А. и др. Расчет на прочность деталей машин: Справочник / И. А. Биргер, Б. Ф. Шорр, Г. Б. Иосилевич. 4-е изд., перераб. и доп. — М.: Машиностроение, 1993. — 640 с.
  9. В. В. Статистические методы в строительной механике. М.: Стройиздат, 1965. 280 с.
  10. В. В. Прогнозирование ресурса машин и конструкций. М.: Машиностроение, 1984. 312 с.
  11. В. В. Ресурс машин и конструкций. М.: Машиностроение, 1990.-448 с.
  12. Д. Основы механики разрушения: Пер. с англ. М.: Высшая школа, 1980.-368 с.
  13. Е.С. Теория вероятностей: Учебник для высших техническихучебных заведений. Изд. 4-е, стереотипное. М.: Наука, 1969. 576 с.
  14. Вибрации в технике: Справочник: В 6 т. / Под ред. В. В. Болотина. М.: Машиностроение, 1978. Т. 1. 352 с.
  15. Г. К. Лесосечные работы. М.: Лесная промышленность, 1981.-272с.
  16. С. С. Реологические основы механики грунтов. М., Высш. шк., 1978.-447 с.
  17. В.Е. Теория вероятностей и математическая статистика: Учеб пособие для втузов. Изд. 7-е, стереотипное. — М.: Высш. шк., 2001 -479 с.
  18. ГОСТ 25.506 85 Расчеты и испытания на прочность. Методы механических испытаний материалов. Определение трещиностойкости (вязкости разрушения) при статическом нагружении.
  19. ГОСТ Р 51 863 2002 Машины лесозаготовительные, тракторы лесопромышленные и лесохозяйственные. Требования безопасности.
  20. ГОСТ Р ИСО 8082 2005 Машины лесозаготовительные, тракторы лесопромышленные и лесохозяйственные. Устройство защиты при опрокидывании. Требования безопасности и методы испытаний.
  21. ГОСТ Р ИСО 8083 99 Машины лесозаготовительные, тракторы лесопромышленные и лесохозяйственные. Устройство защиты от падающих предметов. Требования безопасности и методы испытаний.
  22. ГОСТ Р ИСО 8084 2005 Машины лесозаготовительные, тракторы лесопромышленные и лесохозяйственные. Устройство защиты оператора. Требования безопасности и методы испытаний.
  23. ГОСТ Р ИСО 3164 99 Машины землеройные. Защитные устройства. Характеристика объема ограничения деформации при лабораторных испытаниях.
  24. И.В. Влияние способа трелевки на эксплуатационную эффективность трелевочного трактора. Автореф. дис. на соиск. учен.степ. канд. техн. наук. СПб.: JTTA, 2000. — 22с.
  25. Н.И. Танки. Теория. М.: Машгиз, 1944. 482с.
  26. С.И. Пластическая деформация металлов. Т.П. М.:Металлургиздат, 1960.-416с.
  27. В.В. Тракторы. М.: Машиностроение, 1988. — 376с.
  28. H.A. Основы теории транспортных гусеничных машин. М.: Машиностроение, 1975. 448с.
  29. М.И. Тяговые машины и подвижной состав лесовозных дорог. -М.: Лесная промышленность, 1967. 712с.
  30. О. Метод конечных элементов в технике. М.: Мир, 1975. -539 с.
  31. Избранные труды А. О. Никитина./Сборник научных трудов. МАДИ, 1993.-116с.
  32. И. М., Никонов В. В., Кальченко Б. И. Расчет, проектирование и испытание кабин тракторов. М.: Агропромиздат, 1989. — 213 с. 3 3. Ильюшин A.A. Пластичность. ГИТТЛ, 1948.
  33. A.A. Труды (1946−1966). Т.2. Пластичность (Сост. Е. А. Ильюшина, М.Р. Короткина) М.: Физматлит, 2004 — 480с.
  34. Дж., Пэрис П. Основы теории роста трещин и разрушения // Разрушение: В 7 т. / Под ред. Г. Либовица. М.: Мир, 1976.
  35. В.М. Воздействие лесозаготовительных машин на лесные почвы. Автореферат дис. докт.техн.наук. Москва.:МГУЛ, 1995. — 37с.
  36. В.М., Солодкевич Я. В. Ходовые свойства машин и экология.// Лесная промышленность, 1990, № 12, С. 5.
  37. A.M. Повышение эксплуатационных свойств трелевочных тракторов путем обоснования их основных параметров. Автореферат дис. докт.техн.наук. С-Пб.:ЛТА, 1995. — 36с.
  38. М.К., Карельских Д. К. Теория, конструкция и расчет тракторов. Л.: Машгиз, 1940. 520с.
  39. И.П., Скотников В. А., Ляско М. И. Ходовая система почва -урожай. -М.: Агропромиздат, 1985. — 304с.
  40. М.И. Исследование поворота гусеничных трелевочных тракторов. Дис. на соиск. учен. степ. канд. техн. наук. М., 1971.
  41. С. В. Метод конечных элементов в задачах динамики механизмов и приводов. СПб.: Политехника, 1991. — 224 с.
  42. Г. М. Тяговая динамика тракторов. М.: Машиностроение, 1980. -215 с.
  43. Лесоводственные требования к технологическим процессам лесосечных работ. -М.:ВНИИЛМ, 1993. 16с.
  44. Лесоводственные требования к технологическим процессам рубок ухода. М.:ВНИИЛМ, 1993. — 26с.
  45. Е.Д. Теория трактора. М.: Машгиз, 1960. 252с.
  46. Механика разрушения и прочность материалов: Справ, пособие: В 4 т. / Под общей ред. В. В. Панасюка. Киев: Наук, думка, 1988. Т. 3: Характеристики кратковременной трещиностойкости материалов и методы их определения / Ковчик С. Е., Морозов Е. М. 436 с.
  47. Л.С. Механика и физика деформаций и разрушения материалов. Л.: Машиностроение, 1984. 224 с.
  48. Е.М., Никишков Т. П. Метод конечных элементов в механике разрушения. М.: Наука, 1980. 256 с.
  49. В.В. Теория эксперимента. М.: Наука, 1971. 208 с.
  50. Дж. Ф. Основы механики разрушения: Пер с англ. М.: Металлургия, 1978. 256 с.
  51. С.Ф. Теория и применение агрегатных машин на лесозаготовках. М.:Гослесбумиздат, 1963. — 271с.
  52. В.З., Морозов Е. М. Механика упругопластического разрушения. М.: Наука, 1985. 504 с.
  53. А. В. Вероятностно-статистические методы механикиразрушения и теории катастроф в инженерном проектировании. Петрозаводск: Изд-во ПетрГУ, 1998. 304 с.
  54. А. В. Оценка периода зарождения усталостной трещины от рисок после механической обработки // Ученые записки Петрозаводского государственного университета. № 1, Март, 2008. Серия: Естественные и технические науки. С. 111−113.
  55. A.B., Лобашев В. Д., Ефимов Ю. Т. Применение метода конечных элементов к определению напряженно-деформированного состояния грунта под опорной поверхностью гусеничного движителя.// Лесной журнал, 1980,.С. 43−45.
  56. A.B., Скобцов И. Г., Хвоин Д. А. Оценка эффективности защитного каркаса кабины колесного трелевочного трактора // Современные технологии в машиностроении: Сборник статей XIII Международной научно-практической конференции. Пенза, 2009, С.154−156.
  57. A.B., Скобцов И. Г., Хвоин Д. А. Программа-методика проведения испытаний макетного образца защитной рамы кабины колесного трелевочного трактора // Труды лесоинженерного факультета ПетрГУ. Вып.8. — Петрозаводск: Изд-во ПетрГУ, 2010. — С. 117−119.
  58. A.B., Скобцов И. Г., Хвоин Д. А. Экспериментальная оценка эффективности защитной рамы кабины колесного трелевочного трактора // Фундаментальные исследования. № 12. М.: ИД Академия естествознания, 2011. — С.155−157.
  59. П.И., Горелик С. С., Воронцов В. К. Физические основы пластической деформации. М.: Металлургия, 1982. 584с.
  60. Т., Стюарт И. Теория катастроф и ее приложения: Пер. с англ. М.: Мир, 1980 -608 с.
  61. А.Р. Некоторые вопросы механики систем, деформирующихся во времени. М.: Гостехиздат, 1949 175с.
  62. П.М. Основы научных исследований: Учебное пособие. Л., 1989. 100с.
  63. А. А. Прикладные методы теории случайных функций. М.: Мир, 1962.-463 с.
  64. C.B., Когаев В. П., Шнейдерович P.M. Несущая способность и расчеты деталей машин на прочность. М.: Машиностроение, 1975. -480с.
  65. В.Т. Прочность металлов при переменных нагрузках. Киев: Наук. думка, 1978 176с.
  66. Томпсон Дж.М. Т. Неустойчивости и катастрофы в науке и технике: Пер с англ. М.: Мир, 1985. 254 с.
  67. H.A. Механика грунтов. М.: Высш. шк., 1983. — 288с.
  68. Т.П. Механика хрупкого разрушения. М.: Наука, 1974. -640с.
  69. В. И. Моделирование стохастических систем // Петрозаводский государственный университет. Петрозаводск, 1994. -488с.
  70. В. И. Моделирование динамических систем // Петрозаводский государственный университет. Петрозаводск, 1996. -432с.
  71. Д.А. Основы теории и расчета трактора и автомобиля. -М.:Колос, 1972.-384с.
  72. Griffith A. A. The phenomena of rupture and flow in solids. Phil. Trans. Roy. Soc. Of London A221 (1921). P. 163−197.
  73. Irwin G. R. Fracture dynamics // Fracturing of metals. ASM. Cleveland, 1948. P. 147−166.
  74. Pitukhin A. V. Fracture Mechanics ad Optimal Design // Int. Journal for Numerical Methods in Engineering. 1992. V. 34. N3. P. 933−940.
  75. Rice J.R. A path independent integral and the approximate analysis of strain concentration by notches and crack // J. Appl. Mech. 1968. V 35. № 4. P 379 386.
  76. Thompson J.M.T. Hunt G.W. Elastic Instability Phenomena. London: Jhon Wiley and Sons, 1984.
  77. Zeeman E.C. Catastrophe theory: Selected papers, 1972. Adisson-Wesley. Reading Mass, 1 977 117
Заполнить форму текущей работой

Заказал и сдал!