Удосконалення ремонту рамних конструкцій засобів транспорту

http://www.ce-studbaza.ru/werk.php?id=9170

У дисертаційній роботі розв’язано актуальну науково-технічну задачу збільшення терміну експлуатації рам засобів транспорту за рахунок вдосконалення технології їх ремонту та відновлення. Теоретичними і експериментальними дослідженнями отримані такі наукові результати:
1. Для виявлення розташування та розмірів ділянок рам автотранспорту, з напруженнями, що можуть викликати появу тріщин, доцільно використовувати метод кінцево-елементного аналізу. Встановлено, що об’єм матеріалу деталей, в яких виникають такі напруження, становить біля 12–14% від об’єму металу усієї конструкції рами.
2. На основі проведеного комплексного аналізу типової конструкції, доведено можливість та доцільність ремонту рамних конструкцій транспортних засобів, пошкоджених наскрізними поперечними тріщинами.
3. Розроблено моделі у середовищі програм кінцево-елементного аналізу, що дають можливість чітко визначати найбільш раціональні параметри підсилюючих елементів. Для рамних конструкцій з лонжеронами швелерного типу доцільними є накладки у формі трапеції, які, по можливості, дублюються, причому обидві мають однакову конфігурацію, а розміри відрізняються на величину, що залежить від параметрів зон термічного впливу.
4. Експериментально та в середовищі програм кінцево-елементного аналізу досліджено теплові процеси ремонту рами та їх вплив на поточні напруження та деформації. Наведена методика мінімізації напружень та деформацій на етапах розробки технологічного процесу ремонтного зварювання. При проведенні перевірки адекватності результатів дослідження похибка складає менше 5%.
5. З використанням розробленої моделі у середовищі програм кінцево- елементного аналізу встановлено, що відстань між зварними швами накладок, що дублюються з обох сторін пошкодженої тріщинами деталі

металоконструкції, повинна визначатись в залежності від режимів зварювання та параметрів рамних конструкцій транспортних засобів. Для дослідженої конструкції лонжерона рами з товщиною 8 мм рекомендується накладати паралельні шви на відстані 20 мм.
6. Дослідження теплових процесів встановлення накладок на ушкоджених ділянках рами показало концентрацію напружень біля гострих кутів елементів підсилення. Встановлено, що найбільш ефективними з точки зору формування напружень та досягнення максимальної надійності є накладки із округленням гострих кутів. Для досліджуваної конструкції необхідний радіус округлення становить 15-20 мм.
7. Використання методики мінімізації напружень та деформацій на етапах розробки технологічного процесу ремонтного зварювання, що передбачає приварювання накладок короткими швами у шаховому порядку, забезпечило зниження на 15% поточних напружень і на 12% деформацій.
8. Встановлено різний вплив техніки виконання швів, зокрема просторового положення електрода під час приварювання елементів підсилення, на НДС рами в залежності від її профілю. Для рам з П-подібним профілем зменшення напружень та деформацій забезпечує зварювання з кутом нахилу електроду біля 60˚.
9. Доведено можливість та доцільність поєднання процесів зварювання та паяння за рахунок тепла, що виділяється в процесі горіння дуги. Застосування такого зварювання з використанням припоїв на основі міді для проведення ремонту поперечних тріщин рам транспортної техніки, шляхом встановлення підсилюючих накладок, підвищує напрацювання конструкції на 15-20%.
10. Відновлювання та зміцнення рам шляхом використання зварювання з одночасним паянням за рахунок тепла процесу зварювання з використанням припоїв на основі міді окрім підвищення характеристик міцності такого з єднання забезпечує корозійний захист зони термічного впливу.