Оптимизация образующей индивидуальной пружинной стойки дисковой бороны

Abstract

В работе рассматривается задача расчета напряженно-деформированного состояния индивидуальной пружинной стойки дисковой бороны с последующей оптимизацией ее геометрии. В последнее время в связи с интенсивным развитием агропромышленного комплекса появляется необходимость создание новой, более эффективной сельскохозяйственной техники. Основными критериями качества, которые закладываются при проектировании новых орудий, являются энергоэффективность, надежность и цена. Вследствие этого возникает необходимость оптимизации существующих конструкций с целью их усовершенствования до мировых стандартов. Ключевым вопросом при проектировании дисковых борон на индивидуальных пружинных стойках является надежность самой стойки при воздействии на нее спектра эксплуатационных нагрузок. В процессе обработки почвы, в общем случае, диск испытывает сложное статическое и динамическое нагружение, которое приводит к разрушению стоек. В настоящей работе рассматривается расчет напряженно-деформированное состояния стойки в наиболее опасном рабочем режиме. По полученным результатам формулируется постановка задачи оптимизации в конечно-элементном программном комплексе. Предлагаемый подход позволяет обеспечить повышение прочности стойки без внесения существенных изменений в исходную конструкцию.

В роботі розглядається задача розрахунку напружено-деформованого стану індивідуальної пружинної стійки дискової борони з подальшою оптимізацією її геометрії. В останній час в зв'язку з інтенсивним розвитком агропромислового комплексу з'являється необхідність створення нової, більш ефективної сільськогосподарської техніки. Основними критеріями якості, які закладаються при проектуванні нових знарядь, є енергоефективність, надійність і ціна. Внаслідок цього виникає необхідність оптимізації існуючих конструкцій з метою їх удосконалення до світових стандартів. Ключовим питанням при проектуванні дискових борін на індивідуальних пружинних стійках є надійність самої стійки при впливі на неї спектра експлуатаційних навантажень. В процесі обробки ґрунту, в загальному випадку, диск сприймає складне статичне і динамічне навантаження, яке призводить до руйнування стійок. У даній роботі розглядається розрахунок напружено-деформованого стану стійки в найбільш небезпечному робочому режимі. За отриманими результатами формулюється постановка задачі оптимізації в скінчено-елементному програмному комплексі. Запропонований підхід дозволяє забезпечити підвищення міцності стійки без внесення істотних змін у вихідну конструкцію.

In this paper the problem of intense stressed-deformed state of disc harrow separate spring shank calculation with the subsequent optimization of geometry has been considered. Recently in connection with intensive development of agro-industrial complex need of new creation, more effective agricultural machinery appears. The main criteria of quality at design of new tools are energy efficiency, reliability and the price. Owing to it there is a need of optimization of the existing designs for the purpose of their improvement to the international standards. Key question is reliability of the rack at influence of a range of operational loads of her at design of disk harrows on individual spring racks. Generally, in processing of the soil the disk experiences complicated static and dynamic loading which leads to destruction of racks. In the real paper calculation of the intense deformed condition of a rack in the most dangerous operating mode has been considered. By the received results problem definition of optimization in a finite element method program complex has been formulated. The offered approach allows providing increase in durability of a rack without entering of essential changes into an initial design.