№74-20
Інтегрований підхід аналізу напружено-деформованого стану механізму маніпулятора тюбінгоукладача на базі програми SolidWorks
О.В. Панченко1
1Національний технічний університет «Дніпровська політехніка», Дніпро, Україна
Coll.res.pap.nat.min.univ. 2023, 74:230-240
https://doi.org/10.33271/crpnmu/74.230
Full text (PDF)
АНОТАЦІЯ
Мета. Використовуючи сучасні обчислювальні комплекси, що базуються на методі застосування скінченних елементів, розробити й обґрунтувати метод комп'ютерного аналізу напружено-деформованого стану, який виникає в механізмі маніпулятора тюбінгоукладача, котрий має декілька ступенів вільності.
Методика. У дослідженні застосовано програмні комплекси, за допомогою яких було створено розрахунково-теоретичний апарат, призначений для обчислення динамічних і статичних навантажень, що виникають в елементах механізму маніпулятора тюбінгоукладача. Зіставлено результати моделювання напружено-деформованого стану в деталях і вузлах цього механізму, отримані із застосуванням програм SolidWorks Motion і SolidWorks Simulation. Було оцінено похибки в таких результатах.
Результати. На прикладі моделювання найбільш складної конструкції механізму тюбінгоукладача марки УТ62 доведено ефективність запропонованого методу аналізу, що базується на застосуванні комбінації додатків програм SolidWorks, зокрема SolidWorks Motion і SolidWorks Simulation.Суть методу полягає в тому, що спочатку, скориставшись додатком SolidWorks Motion, задають закони руху двигунів. Сам процес укладання тюбінгів було розбито на дискретні моменти часу з вибором деталей у яких розраховують поля напружень та з визначенням максимального еквівалентного напруження, задіявши при цьому інструмент Simulation Setup. Аналізується зміна цих напружень протягом циклу укладання, за потреби уточнення даних зменшується дискретний часовий крок руху механізму. Конкретну інформацію про напружено-деформований стан деталі отримують у додатку SolidWorks Simulation, використовуючи імпортовані з програми SolidWorks Motion дані про гравітаційні сили й сили інерції, що виникають у механізмі укладача.
Наукова новизна. Наукова новизна розробленого методу комп'ютерного аналізу для механізму маніпулятора тюбінгоукладача типу УТ62 виявляється в комплексному підході до моделювання напружено-деформованого стану, що включає в себе інтеграцію даних з програм SolidWorks Motion та SolidWorks Simulation для точного визначення напружень, враховуючи як гравітаційні сили, так і динамічні навантаження, що забезпечує високу точність та комплексність розрахунків у реальних умовах експлуатації механізму.
Практична значимість. Запропонований метод можна використовувати для моделювання руху механізмів різної складності, зокрема в проєктуванні вітчизняних тюбінгоукладачів.
Ключові слова: SOLIDWORKS, SOLIDWORKS MOTION, маніпулятор тюбінгоукладача, дискретний час, механічні спряження, напружено-деформований стан, еквівалентні напруження.
Перелік посилань
1. Zabolotny, K., Sirchenko, A., & Zhupiev, O. (2015). The development of idea of tunnel unit design with the use of morphological analysis. New Developments in Mining Engineering 2015, 205–209.
https://doi.org/10.1201/b19901-37
2. Zabolotnyi, K., Zhupiiev, O., Panchenko, O., & Tipikin, A. (2020). Development of the concept of recurrent metamodeling to create projects of promising designs of mining machines. E3S Web of Conferences, 201, 01019.
https://doi.org/10.1051/e3sconf/202020101019
3. Zabolotnyi, K., Panchenko, O., & Zhupiiev, O. (2022). Modelling of Stress-Strain State of The One Leaver Tunnel Erector. In Innovative development of resource-saving technologies and sustainable use of natural re-sources: Book of Abstracts 5 th International Scientific and Technical Internet Conference (pp. 230–232).
4. Panchenko, O. (2023). Assessing the accuracy of modeling the tubbing erector manipulator mechanism in SOLIDWORKS MOTION program. Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu, (3), 75-80.
https://doi.org/10.33271/nvngu/2023-3/075
5. Panchenko, O. (2023). Substantiating a method for computer analysis of the stress-strain state of the tubbing erector manipulator mechanism. Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu, (4), 75–80.
https://doi.org/10.33271/nvngu/2023-4/062
