Створення рівняння щодо визначення міжремонтного часу експлуатації стрілових кранів за теорією континуальної пошкоджености

О. М. Хорошилов$^{1}$, О. С. Подоляк$^{1}$, К. К. Аненко$^{1}$, Ж. С. Староста$^{1}$, І. П. Смирнов$^{2}$

$^{1}$Українська інженерно-педагогічна академія, вул. Університетська, 16, 61003 Харків, Україна
$^{2}$Харківський механіко-технологічний фаховий коледж ім. О. О. Морозова, вул. Морозова, 4/1, 61036 Харків, Україна

Отримано: 04.07.2024; остаточний варіант - 16.07.2025. Завантажити: PDF

На даний час для визначення міжремонтного часу експлуатації (МЧЕ) підйомних стрілових кранів (ПСК) є рівняння, створені за теорією надійности (ТН). В даній статті розглядається спроба створити рівняння для визначення МЧЕ за теорією континуальної пошкоджуваности (ТКП). Переваги рівняння, що створюється за ТКП, полягають в тому, що для нього потрібна невелика кількість вихідних даних для розрахунку МЧЕ в порівнянні з вихідними даними, які вміщуються в два рівняння за ТН. Є прототип до рівняння, що створюється за ТКП, яке має такі вихідні дані для визначення МЧЕ: температура (T) та напруження (σ) в конструкційному матеріялі, причому σt = Kexp(kT), де K, k — коефіцієнти, t— МЧЕ, T — температура [К], σ— напруження в конструкційному матеріялі [МПа], за якого за час t закінчується МЧЕ. Із застосуванням МЧЕ для ПСК мають значення як напруження в конструкційному матеріялі σ, так і пришвидшення a, з яким рухається вантаж на підйомному крані. Оскільки пришвидшення впливає на коефіцієнт динамічности (КД), який далі позначимо як І, то нове рівняння буде мати вигляд: σtm0ехр(kI), де m, β0, k — емпіричні коефіцієнти, І = 1 + а/g — коефіцієнт динамічности. Визначено, що в результаті порівняння розрахунків МЧЕ за ТКП створене рівняння має похибку від 4,3% до 4,7% відносно результатів МЧЕ за ТН. Таким чином, нове рівняння уможливить, з одного боку, зменшити в деяких випадках кількість вихідних даних для визначення МЧЕ, а з іншого боку, навести концепцію щодо визначення МЧЕ за експлуатації ПСК.

Ключові слова: міжремонтний час експлуатації (МЧЕ), коефіцієнт динамічности (І), теорія надійности (ТН), теорія континуальної пошкоджуваности (ТКП).

URL: https://mfint.imp.kiev.ua/ua/abstract/v48/i02/0205.html

PACS: 46.50.+a, 62.20.mm, 81.20.Hy, 81.40.Np, 83.60.-a, 89.20.Bb


ЦИТОВАНА ЛІТЕРАТУРА
  1. O. S. Podolyak, East European Journal of Advanced Technologies, 1, No. 5: 37 (2009) (in Russian).
  2. S. V. Demidas, Minimizatsiya Dynamichnykh Navantazhen’ v Ehlementakh Bashtovoho Krana na Osnovi Optymizatsiyi Rezhymu Rukhu Mekhanizmu Pidyomu [Minimization of Dynamic Loads in Tower Crane Elements Based on Optimization of the Lifting Mechanism Motion Mode] (Thesis of the Disser. for the Degree of Cand. Techn. Sci.) (Kyiv: 2000) (in Ukrainian).
  3. N. Yu. Dorokhov, Dinamicheskoye Gashenie Kolebaniy Mostovykh Kranov s Primeneniem Volnovykh Tsepnykh Peredach [Dynamic Damping of Oscillating Bridge Cranes with the Use of Wave Chain Gears] (Thesis of the Disser. for the Degree of Cand. Techn. Sci.) (Kramatorsk: 2006) (in Russian).
  4. O. S. Podolyak and L. A. Rodionov, Scientific Bulletin of Construction of the KhDTUBA KHOTV ABU, 56: 58 (2010) (in Ukrainian).
  5. O. S. Podolyak, L. A. Rodionov, and A. O. Pavlova, Bulletin of the National Technical University ‘Kharkiv Polytechnic Institute’, 28: 88 (2009) (in Ukrainian).
  6. A. F. Shevchenko, M. P. Kolisnyk, and A. L. Chervonoshtan, Kranova Dempfiruval’na Pidviska [Crane Damping Suspension]: Pat. 10337 U Ukraine, V66S1/34 (№ 200503556; Appl. 15.04.2005; Publ. 15.11.2005, Bull. № 11) (in Ukrainian).
  7. Reliability theory.
  8. O. S. Podolyak, Collection of Scientific Papers of the UIPA, 3: 54 (2008) (in Russian).
  9. L. Ya. Budikov, Mnogoparametricheskiy Analiz Dinamiki Gruzopod’yomnykh Kranov Mostovogo Tipa [Multiparameter Analysis of the Dynamics of Overhead Cranes] (Lugansk: SNU Named After V. Dal: 2003) (in Russian).
  10. H. Dresig, Hebezeuge und Fordermittel, 8: 234 (1976).
  11. D. B. Zakula and E. B. Van Gorp, Hanger Chain—Sway Device for Gantry Crane: Patent US. 7,150,366 B1 (2006).
  12. N. M. Belyayev, Soprotivlenie Materialov [Strength of Materials] (Glavnaya Redaktsiya Fiziko-Matematicheskoy Literatury Izd-vo ‘Nauka’: 1976) (in Russian).
  13. Е. Orowan, Fundamentals of Brittle Behavior of Metals, Fatigue and Fracture of Metals (New York: Wiley: 1952).
  14. P. B. Bailey, L. F. Shampine, and P. E. Waltman, Nonlinear Two-Point Boundary Value Problems (New York: Academic Press: 1968).
  15. L. M. Kachanov, O Vremeni Razrusheniya v Usloviyakh Polzuchesti [On the Time of Destruction Under Creep Conditions] (Moskva: AN USSR: 1958) (in Russian).
  16. Yu. N. Rabotnov, O Mekhanizme Dlitel’nogo Razrusheniya [On the Mechanism of Long-Term Destruction] (Moskva: AN USSR: 1959) (in Russian).