ВВЕДЕНИЕ 3
1 Состояние вопроса повышения физических свойств сталей, применяемых в
машиностроении 5
1.1 Характеристика объекта исследования 5
1.2 Физика процесса вибрационной обработки сварных соединений 6
1.3 Анализ предшествующих исследований 14
Выводы 25
2 Математическое моделирование процесса виброупрочнения сварных
соединений 26
2.1 Создание математической модели в среде MatlabSimulink 26
2.2 Результаты моделирования 30
Выводы 35
3 Экспериментальные исследования вибрационной обработки сварных
соединений 36
3.1 Методика проведения эксперимента 36
Выводы 50
4 Реализация результатов исследований 51
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 57
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 58
На сегодняшний день аварийность башенных кранов составляет около 40% от общего числа аварий грузоподъемных механизмов. Многие из используемых на объектах кранов были изготовлены достаточно давно, но их эксплуатация, ремонт и обслуживание оставляют желать лучшего. Данная работа может повысить надежность строительных конструкций ведущего механизма строительного производства и снизить число отказов техники.
На первом этапе были поставлены следующие задачи:
- анализ существующих исследований по теме виброупрочнения металлических конструкций;
- исследование физики процесса виброупрочнения металлоконструкций;
- разработка математической модели процесса в среде Matlab Simulink;
- подбор регулируемых параметров системы, при которых будет достигнут наилучших результат;
- анализ данных, полученных в результате моделирования.
Сварка - самый распространенный на сегодня способ сборки отдельных элементов строительных машин.
При всех очевидных плюсах, сварные соединения имеют и свои минусы. Одним из главных недостатков является развитие остаточных напряжений в зоне термического воздействия на металл.
Наличие остаточных напряжений и склонность стали к хрупкому разрушению при больших значениях отрицательных температур, могут привести к развитию микротрещин в сварных соединениях.
Именно эту проблему возможно минимизировать с помощью виброупрочнения.
По результатам исследования достигнуты цели, поставленные изначально. Анализ существующих исследований по теме виброупрочнения металлоконструкций показал, что виброобработка является перспективным направлением повышения надежности строительных машин. Виброупрочнение в 5-6 раз более эффективно, чем используемая сейчас термообработка.
Оценить эффективность виброупрочнения металлоконструкций на данный момент возможно двумя способами. Первый и наиболее распространенный способ - имитационное и математическое моделирование. С помощью различных программных комплексов разрабатываются модели процесса и проводится их анализ.
Второй и более сложный, трудо- и ресурсоемкий способ - натурная обработка. Одна из деталей строительной машины подвергается виброупрочнению в производственных условиях и далее проводится мониторинг и анализ работы данной детали.
Разработанная в MATLABSimulinkимитационная модель позволила получить сравнительные графики переходных характеристик и проследить зависимость параметров системы.
Согласно графиков, при заданных параметрах системы, наилучший результат получен при вибрировании на протяжении 10с виброкопмлексом с вибратором, жесткость пружины которого равно 10 кН/м.
