Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Горные машины

Диссертационная работа:

Артамонов, Павел Викторович. Оценка долговечности несущих металлоконструкций карьерных автосамосвалов с использованием системы спутникового мониторинга GPS : диссертация ... кандидата технических наук : 05.05.06 / Артамонов Павел Викторович; [Место защиты: Кузбас. гос. техн. ун-т].- Кемерово, 2010.- 124 с.: ил. РГБ ОД, 61 11-5/735

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

1. СОСТОЯНИЕ ИЗУЧЕННОСТИ ВОПРОСА 9

  1. Состояние парка карьерного автотранспорта на разрезах Кузбасса, показатели эффективности и область его рационального использования 9

  2. Физические основы разрушения материалов, существующие методы оценки долговечности металлоконструкций горного оборулова-ния при наличии циклического нагружения 13

1.3. Анализ существуклцих методик оценки механической нагружен-
ности и надежности металлоконструкций карьерных автосамосва-

лов 17

1А Постановка, цель и задачи исследования 23

2- ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ
НАТРУЖЕННОСТ1І НЕСУЩИХ МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИЙ
КАРЬЕРНЫХ АВТОСАМОСВАЛОВ
26

  1. Основные виды разрушений несущих металлоконструкций карьерных автосамосвалов 26

  2. Влияние мнкропрофиля карьерных дорог на уровень механической нагруженности несущих металлоконструкций карьерных автосамосвалов при движении по карьерным дорогам 32

  3. Влияние гранулометрического состава взорванных горных пород на уровень механической нагруженности несущих металлоконструкций автосамосвалов при погрузке и разгрузке 42

  4. Выводы 50

3. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ МЕХАНИЧЕСКОЙ НА
ГРУЖЕННОСТИ НЕСУЩИХ МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИЙ КАРЬ
ЕРНЫХ АВТОСАМОСВАЛОВ 51

З Л. Методика расчета долговечности металлоконструкций при неста
ционарных режимах нагружения 51

3.2. Расчет напряженно-деформированного состояния элементов не
сущих металлоконструкций карьерных автосамосвалов с применени
ем конечно-элементного моделирования 55

3;3, Динамический анализ напряженно-деформированного состояния
элементов не сущих-металлоконструкций карьерных автосамосвалов в
среде T-FLEX 60

  1. Расчет статических и динамических усилии в несупщх металлоконструкциях карьерных^ автосамосвалов 65

  2. Расчет металлоконструкций карьерных автосамосвалов на вибрационную нагрузку 73

  3. Выводы 75

4. ПРОГНОЗ ДОЛГОВЕЧИОСТИ.МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИЙ
КАРЬЕРНЫХ САМОСВАЛОВ ПРИ ТРАНСПОРТИРОВАНИИ
ГОРНОЙ МАССЫ.
77

4Л. Анализ работы карьерного автотранспорта по данным систем1

GPS 77

  1. Оценка долговечности элементов несущих металлоконструкций карьерных автосамосвалов с учетом развития усталостных трещин 85

  2. Оперативное управление организацией движения автосамосвалов на базе разработанной методики 90

  3. Выводы 97

ЗАКЛЮЧЕНИЕ і 99

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 101

ПРИЛОЖЕНИЯ но

Введение к работе:

з

Актуальность работы.

На современном этапе развития разработок полезных ископаемых открытым способом наиболее трудоемким, энергоемким и дорогостоящим технологическим процессом является перемещение горной массы. На сегодняшний день основным видом карьерного транспорта, применяемого на разрезах Кузбасса, является автомобильный, доля перевозимой горной массы которого достигает 65%. Тенденции постоянного увеличения грузоподъемности автотранспорта приводят к расширению области его эффективного применения. Вместе с тем, рост глубины карьеров усложняет условия эксплуатации автотранспорта и предъявляет повышенные требования к его надежности, определяемой, в частности долговечностью металлоконструкций.

Анализ структуры простоев парка карьерных автосамосвалов на разрезах Кузбасса показал, что доля простоев из-за отказов их металлоконструкций составляет 25-К30%. Количество отказов механизмов и систем автосамосвала зависит от возникновения и развития трещин, которые образуются, главным образом, в раме и кузове автосамосвала. В процессе эксплуатации наиболее опасными с точки зрения трещинообразования являются динамические нагрузки, возникающие в процессе движения автомобиля по карьерным дорогам и при его экскаваторной загрузке.

В связи с изложенным, исследования, направленные на разработку и обоснование методов расчета на прочность и долговечность несущих металлоконструкций карьерных автосамосвалов, с учетом грансостава отгружаемой взорванной горной массы, а также качества карьерных дорог, являются актуальными.

Цель работы - разработка и обоснование методов расчета на прочность и долговечность несущих металлоконструкций большегрузных карьерных автосамосвалов.

Идея работы заключается в использовании данных спутниковой навигационной системы GPS при оценке механической нагруженности несущих металлоконструкций большегрузных карьерных автосамосвалов.

Задачи исследования:

выявление влияния характеристик карьерных дорог, с учетом сезонности и скоростей движения автосамосвалов, на рост трещин их металлоконструкций;

определение параметров статического и динамического нагружения металлоконструкций карьерных автосамосвалов в процессе погрузки отгружаемой взорванной горной массы;

обоснование прочности и долговечности металлоконструкций карьерных автосамосвалов на основе численных методов анализа механической нагруженности несущих металлоконструкций автосамосвалов.

Методы исследований: конечно-элементное моделирование, твердотельное моделирование, натурные и лабораторные исследования, использование оцифрованных данных систем GPS, обработка результатов экспериментальных исследований методами математической статистики и теории вероятности.

Основные научные положения, выносимые на защиту:

применение систем спутникового мониторинга GPS при обработке спектра напряжений для нестационарных режимов нагружения металлоконструкций карьерных автосамосвалов позволило установить, что количество циклов нагружения в весенне-осенние периоды эксплуатации возрастает в 1,8-2,5 раза;

при увеличении среднего диаметра куска взорванной горной массы в ковше экскаватора (0,3-Ю,6м), максимальные размахи напряжений в несущих металлоконструкциях автосамосвала в процессе погрузки возрастают на 30-40%;

долговечность металлоконструкций карьерных автосамосвалов зависит от среднего размаха амплитуд напряжений, превышающих предел выносливости в 2-2,5 раза, и описывается полиномом второй степени.

Научная новизна работы заключается:

в установлении влияния качества карьерных дорог и скоростных режимов движения на уровень нагруженности металлоконструкций большегрузных карьерных автосамосвалов путем синтеза результатов, полученных с использованием системы GPS и измерительно-вычислительного комплекса;

в установлении влияния грансостава взорванной горной массы в ковше экскаватора на параметры нагружения и долговечности металлоконструкций большегрузных карьерных автосамосвалов с применением конечно-элементного и твердотельного моделирования;

в создании расчетной методики, позволяющей оценивать долговечность металлоконструкций карьерных автосамосвалов, эксплуатирующихся на разрезах Кузбасса.

Достоверность научных результатов подтверждается:

применением апробированных методов теории вероятности и математической статистики;

достаточным по статистическим критериям объемом выборок, определяющих уровень механической нагруженности несущих металлоконструкций большегрузных карьерных автосамосвалов;

сходимостью расчетных значений нагруженности металлоконструкций, полученных с помощью конечно-элементного и твердотельного моделирования с экспериментальными и расчетными данными.

Личный вклад автора заключается:

- в обработке экспериментальных данных и получении регрессионных за
висимостей между гранулометрическим составом отгружаемой взорванной
горной массы и уровнем нагруженности несущих металлоконструкций карь
ерных автосамосвалов;

в теоретических и экспериментальных исследованиях, направленных на изучение влияния гранулометрического состава взорванных горных пород и характеристик карьерных дорог на уровень производительности и долговечности карьерных автосамосвалов;

в разработке методики, позволяющей оперативно оценивать долговечность несущих металлоконструкций карьерных автосамосвалов при транспортировании взорванной горной массы.

Практическая ценность работы.

Результаты выполненных исследований позволяют по заданным горнотехнологическим и эксплуатационным условиям прогнозировать скорость развития трещин в несущих металлоконструкциях карьерных автосамосвалов. Это позволяет повысить производительность карьерных автосамосвалов, транспортирующих взорванную горную массу, за счет сокращения времени простоев, обусловленного устранением трещин в их металлоконструкциях.

Реализация работы.

Результаты выполненных исследований опубликованы в нормативном документе "Методические указания по проведению экспертизы промышленной безопасности карьерных самосвалов" и используются экспертными организациями при экспертной оценке трещиностойкости элементов несущих металлоконструкций автосамосвалов. Включены в отчетные материалы Х-КХШ международных выставок «Экспо-Сибирь».

Апробация работы.

Основные научные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на VI, VII Международных научно-практических конференциях «Безопасность жизнедеятельности предприятий в угольных регионах» (Кемерово 2005; 2007); Международных научно-практических конференциях «Фундаментальные проблемы формирования техногенной геосреды» (Новосибирск 2008, 2010); XI, Международной научно-практической конференции «Природные и интеллектуальные ресурсы Сибири» (Кемерово 2007); Х-ХШ международных выставках «Экспо-Сибирь» (Кемерово 2007-2010); научно-практических конференциях студентов, аспирантов и профессорско-преподавательского состава КузГТУ (2005-2010 гг.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 10 печатных работ из них, 3 в изданиях рекомендованных ВАК.

Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, приложения и изложена на 124 страницах машинописного текста, содержит 11 таблиц, 42 рисунка и список литературы из 85 наименований.

Автор выражает глубокую благодарность и признательность научному руководителю д.т.н., проф. И. А. Паначеву; д.т.н., проф. А. В. Бирюкову; д.т.н., доц. М. Ю. Насонову за помощь в проведении исследований, ценные советы и замечания, а также за постоянное внимание к работе.


© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net