|
DOI: 10.14489/td.2026.07.pp.048-053
Воробьев А. А., Загородний Н.А., Покровская О. Д., Карелина М. Ю., Терентьев А. В., Степанов А. А., Курбатова А. В., Савченко-Бельский В. Ю.
ЧИСЛЕННАЯ МОДЕЛЬ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ УСЛОВИЙ И АНАЛИЗА НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ КОНСТРУКТИВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ СТРЕЛОВОГО САМОХОДНОГО КРАНА НА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОМ ХОДУ
(c. 48-53)
Аннотация. Рассматривается разработка численной модели для исследования условий и анализа напряженно-деформированного состояния конструктивных элементов стрелового самоходного крана на железнодорожном ходу (на примере крановой рамы с наличием усталостного повреждения основных несущих элементов металлоконструкции). Методами математического моделирования изучена динамика формирования нештатных режимов нагружения кранового оборудования при мгновенном снятии нагрузки со стрелового оборудования в результате обрыва гибкого подвеса груза, а также случаев кратковременного балансирования крановой установки на диагонально расположенных выносных опорах в процессе трансформации ядра опорного контура в результате неравномерной просадки опор в грунт. Показано, что адекватно настроенная модель позволяет интерполировать промежуточные и экстраполировать вероятные состояния исследуемого объекта, выстраивать причинно-следственные цепочки событий и прогнозировать возможные последствия. Подобный подход позволяет отказаться от полномасштабных натурных испытаний с нагружением конструкции до предельного состояния машины и тем самым сохранить ресурс по несущей способности конструкции в целом. Разработанная математическая модель железнодорожного стрелового самоходного крана позволяет выполнять численные исследования напряженно-деформированного состояния в трехмерной нестационарной постановке.
Ключевые слова: стреловые самоходные краны на железнодорожном ходу, крановая рама, численная модель.
Vorobyov A. A., Zagorodny N. A., Pokrovskaya O. D., Karelina M. Yu., Terentyev A. V., Stepanov A. A., Kurbatova A. V., Savchenko-Belsky V. Yu.
A NUMERICAL MODEL FOR STUDYING THE CONDITIONS AND ANALYZING THE STRESS-STRAIN STATE OF STRUCTURAL ELEMENTS OF A BOOM SELF-PROPELLED CRANE ON A RAILWAY TRACK
(pp. 48-53)
Abstract. The article is devoted to the development of a numerical model for studying the conditions and analyzing the stress-strain state of the structural elements of a jib self-propelled crane on a railway track (using the example of a crane frame with fatigue damage to the main load-bearing elements of the metal structure). The practice of operating this type of cranes shows that the occurrence of these damages is associated with the peculiarities of their operation under abnormal loading conditions. This, in turn, requires solving the problem of studying the conditions that contribute to the occurrence of such dangerous damage. In particular, cracks in the weld can be attributed to the most dangerous defects. This fact indicates the high relevance of the chosen research topic. Mathematical modeling methods have been used to study the dynamics of the formation of abnormal loading conditions of crane equipment during instantaneous lifting of the load from boom equipment as a result of a break in the flexible suspension of the load, as well as cases of short-term balancing of the crane installation on diagonally positioned outriggers during the transformation of the core of the support contour as a result of uneven subsidence of the supports into the ground. The article shows that an adequately tuned model allows you to interpolate intermediate and extrapolate probable states of the object under study, build cause-and-effect chains of events, and forecast possible consequences. This approach makes it possible to avoid conducting full-scale field tests with loading the structure to the maximum state of the machine, and thereby save the resource for the bearing capacity of the structure as a whole. The developed mathematical model of a railway jib self-propelled crane allows performing numerical studies of the stress-strain state in a three-dimensional unsteady setting.
Keywords: jib self-propelled cranes on a railway track, crane frame, numerical model.
А. А. Воробьев (Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I, Санкт-Петербург, Россия) E-mail:
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
Н. А. Загородний (Белгородский государственный технический университет им. В. Г. Шухова, Белгород, Россия) E-mail:
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
О. Д. Покровская, М. Ю. Карелина, А. В. Терентьев, А. А. Степанов, А. В. Курбатова, В. Ю. Савченко-Бельский (Государственный университет управления, Москва, Россия) E-mail:
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
,
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
,
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
,
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
,
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
,
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
A. A. Vorobyov (Petersburg State University of Railways of Emperor Alexander I, St. Petersburg, Russia) E-mail:
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
N. A. Zagorodny (Belgorod State Technical University named after V.G. Shukhov, Belgorod, Russia) E-mail:
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
O. D. Pokrovskaya, M. Yu. Karelina, A. V. Terentyev, A. A. Stepanov, A. V. Kurbatova, V. Yu. Savchenko-Belsky (State University of Management, Moscow, Russia) E-mail:
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
,
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
,
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
,
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
,
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
,
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
1. Александров М. П. Грузоподъемные машины: учеб. для вузов. М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана: Высшая школа, 2000. 552 с.
2. Александрова Е. А. Модельная оптимизация трибопараметров тяжело нагруженных опор скольже-ния // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2011. Т. 13, № 4-3. С. 652 ‒ 655.
3. SolidWorks 2007/2008. Компьютерное моделирование в инженерной практике / А. А. Алямовский, Е. В. Собачкин, А. И. Одинцов и др. СПб.: БХВ-Петер¬бург, 2008. 1040 с.
4. Анцев В. Ю., Витчук П. В., Крылов К. Ю. Дефекты и отказы автомобильных кранов // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2016. № 7-1. С. 88 ‒ 93.
5. Лощаков К. А., Чичкин В. А. Безопасная эксплуатация грузоподъемных машин. К.: Будшельник, 1984. 176 с.
6. Мужичков В. И., Редников В. А. Грузоподъемные краны на железнодорожном ходу: учеб. для техн. школ ж.-д. транспорта. 4-е изд., перераб. и доп. М.: Транспорт, 1978. 433 с.
7. Потахов Д. А. Методы анализа состояния элементов опорного контура и устойчивости грузоподъемных кранов в процессе ненормируемого динамического нагружения: дис. … канд. техн. наук: 05.05.04. СПб., 2021. 190 с.
8. Турышева Е. С. Совершенствование процесса автоматической защиты гидрофицированного крана от перегрузки и опрокидывания: дис. … канд. техн. наук: 05.05.04. Красноярск, 2009. 135 с.
9. Липатов А. С., Емельянова Г. А. Об учете ненормируемых условий эксплуатации при назначении показателей риска грузоподъемных кранов // Механизация строительства. 2014. № 5. С. 60 ‒ 64.
10. Дарков А. В., Шапиро Г. С. Сопротивление материалов. М.: Высшая школа, 1975. 654 с.
11. Гаврилов А. А., Морозов Н. А., Власов Ю. Л. Методика расчета собственных частот кран-балок // Вестник Оренбург. гос. ун-та. 2015. № 1. С. 212 ‒ 217.
12. Гарипов В. С., Горелов С. Н., Веккер П. И., Никитенко К. С. Анализ напряженно-деформированно¬го состояния металлоконструкций и канатов навесного самоподъемного крана // Строительная механика и расчет сооружений. 2015. № 4. С. 4 ‒ 11.
13. Абдрахимова Р. И., Фролова О. А. Применение программных комплексов в расчетах элементов конструкций // Компьютерная интеграция производства и ИПИ-технологии: сб. матер. VI Всерос. науч.-практ. конф. Оренбург: ООО ИПК «Университет», 2013. С. 399 ‒ 401.
14. Алямовский А. А. COSMOSWorks. Основы расчета конструкций на прочность в среде SolidWorks. М.: ДМК Пресс, 2010. 784 с.
15. Алямовский А. А. Инженерные расчеты в SolidWorks Simulation. М.: ДМК Пресс, 2010. 464 с.
16. Потахов Е. А. Методы оценки динамического нагружения элементов телескопического стрелового оборудования грузоподъемных кранов: дис. … канд. техн. наук: 05.05.04. СПб., 2022. 170 с.
17. Ватулин Я. С. Синтез силовых гидроцилиндров строительных кранов: дис. … канд. техн. наук: 05.05.04. Тула, 1996. 223 с.
1. Aleksandrov, M. P. (2000). Hoisting machines: Textbook for universities. Bauman Moscow State Technical University Press / Vysshaya Shkola. [in Russian language].
2. Aleksandrova, E. A. (2011). Model optimization of triboparameters of heavily loaded sliding bearings. Izvestiya Samarskogo nauchnogo tsentra Rossiiskoi akademii nauk, 13(4 3), 652–655. [in Russian language].
3. Alyamovsky, A. A., Sobachkin, E. V., Odin-tsov, A. I., et al. (2008). SolidWorks 2007/2008. Computer modeling in engineering practice. BHV Petersburg. [in Russian language].
4. Antsev, V. Yu., Vitchuk, P. V., & Krylov, K. Yu. (2016). Defects and failures of truck cranes. Izvestiya Tul'skogo gosudarstvennogo universiteta. Tekhnicheskie nauki, (7 1), 88–93. [in Russian language].
5. Loshchakov, K. A., & Chichkin, V. A. (1984). Safe operation of hoisting machines. Budshelnik. [in Russian language].
6. Muzhichkov, V. I., & Rednikov, V. A. (1978). Rail mounted cranes: Textbook for technical schools of railway transport (4th ed.). Transport. [in Russian language].
7. Potakhov, D. A. (2021). Methods for analyzing the state of support contour elements and stability of hoisting cranes under non standard dynamic loading [Candidate’s dissertation, Saint Petersburg]. [in Russian language].
8. Turysheva, E. S. (2009). Improvement of the automatic protection process of a hydraulic crane against overload and overturning [Candidate’s dissertation, Krasnoyarsk]. [in Russian language].
9. Lipatov, A. S., & Emelyanova, G. A. (2014). On taking into account non standard operating conditions when assigning risk indicators for hoisting cranes. Mekhanizatsiya stroitel'stva, (5), 60–64. [in Russian language].
10. Darkov, A. V., & Shapiro, G. S. (1975). Strength of materials. Vysshaya Shkola. [in Russian language].
11. Gavrilov, A. A., Morozov, N. A., & Vlasov, Yu. L. (2015). Method for calculating natural frequencies of crane beams. Vestnik Orenburgskogo gosudarstvennogo universiteta, (1), 212–217. [in Russian language].
12. Garipov, V. S., Gorelov, S. N., Vekker, P. I., & Nikitenko, K. S. (2015). Analysis of the stress strain state of metal structures and ropes of a suspended self lifting crane. Stroitel'naya mekhanika i raschet sooruzhenii, (4), 4–11. [in Russian language].
13. Abdrakhimova, R. I., & Frolova, O. A. (2013). Application of software packages in calculations of structural elements. In Kompyuternaya integratsiya proizvodstva i IPI tekhnologii: Sbornik materialov VI Vserossiiskoi nauchno-prakticheskoi konferentsii (pp. 399–401). Universitet. [in Russian language].
14. Alyamovsky, A. A. (2010a). COSMOSWorks. Fundamentals of structural strength calculations in SolidWorks. DMK Press. [in Russian language].
15. Alyamovsky, A. A. (2010b). Engineering calculations in SolidWorks Simulation. DMK Press. [in Russian language].
16. Potakhov, E. A. (2022). Methods for assessing dynamic loading of elements of telescopic boom equipment of hoisting cranes [Candidate’s dissertation, Saint Petersburg]. [in Russian language].
17. Vatulin, Ya. S. (1996). Synthesis of power hydraulic cylinders for construction cranes [Candidate’s dissertation, Tula]. [in Russian language].
Статью можно приобрести в электронном виде (PDF формат).
Стоимость статьи 700 руб. (в том числе НДС 20%). После оформления заказа, в течение нескольких дней, на указанный вами e-mail придут счет и квитанция для оплаты в банке.
После поступления денег на счет издательства, вам будет выслан электронный вариант статьи.
Для заказа скопируйте doi статьи:
10.14489/td.2026.07.pp.048-053
и заполните форму
Отправляя форму вы даете согласие на обработку персональных данных.
.
This article is available in electronic format (PDF).
The cost of a single article is 700 rubles. (including VAT 20%). After you place an order within a few days, you will receive following documents to your specified e-mail: account on payment and receipt to pay in the bank.
After depositing your payment on our bank account we send you file of the article by e-mail.
To order articles please copy the article doi:
10.14489/td.2026.07.pp.048-053
and fill out the form
.
|
Разработка концепции и создание сайта - ООО «Издательский дом «СПЕКТР»