Моделирование, изучение и изготовление стойки культиватора из композитных материалов
Автор: Антибас Имад Ризакалла, Дьяченко Алексей Геннадьевич
Журнал: Инженерные технологии и системы @vestnik-mrsu
Рубрика: Технологии и средства механизации сельского хозяйства
Статья в выпуске: 3, 2018 года.
Бесплатный доступ
Введение. До настоящего времени композитные материалы не были широко распространены в народном хозяйстве, особенно в сельском. В связи с этим актуально их применение для изготовления отдельных деталей сельскохозяйственной техники, например, стоек культиваторных лап, часто ломающихся из-за концентрации напряжения в местах изменения их толщины при выполнении пахотных работ. Эти напряжения можно уменьшить, повысив надежность работы стоек, если использовать для их изготовления композитные материалы. Материалы и методы. В исследовании применялись композитные материалы для изготовления культиваторных стоек и изучения их свойств при соответствующем подборе объемного соотношения волокон в каждом из слоев ткани и связующего материала. Получение опытным путем молекулярного соотношения волокон ткани и связующего слоя послужило исходным материалом для проектировочных расчетов и дало возможность использовать шаблонный метод для набора слоя. Результаты исследования. Был получен расчетный коэффициент безопасности, равный 2. Следует отметить, что были изменены значения механических характеристик материала из-за наличия в материале пористости, коэффициент которой оказался равен 11,6 %, тогда как допустимое значение - 4 %. Полевые испытания показали долговечность изготовленной из композитных материалов стойки (даже при тяжелых условиях работы) по сравнению с обычной стойкой, выполненной из легированной стали. Обсуждение и заключения. В результате исследования механического поведения геометрической модели стойки и моделирования ее материала, обладающего высокими механическими свойствами и впоследствии использованного для производства композитного материала, было достигнуто минимальное значение коэффициента безопасности - 4 (при максимальном коэффициенте безопасности для работников 15). Также была доказана экономическая целесообразность производства стоек из композитных материалов как менее дорогого, чем при использовании традиционных материалов - сталей.
Композитный материал, стекло, полиэстер, культиватор, стойка культиватора, стойка из композитных материалов, производство композитных материалов
Короткий адрес: https://sciup.org/147220586
IDR: 147220586 | DOI: 10.15507/0236-2910.028.201803.366-378
Список литературы Моделирование, изучение и изготовление стойки культиватора из композитных материалов
- Hosseinzadeh R., Shokrieh M. M., Lessard L. B. Parametric study of automotive composite bumper beams subjected to low-velocity impacts // Composite Structures. 2005. Vol. 68, Issue 4. P. 419-427. DOI: 10.1016/j.compstruct.2004.04.008
- Corum J. M., Battiste R. L., Ruggles-Wrenn M. B. Low-energy impact effects on candidate automotive structural composites // Composites Science and Technology. 2003. Vol. 63, Issue 6. P. 755-769. (02)00265-8 DOI: 10.1016/S0266-3538
- Thomason J. L. Micromechanical parameters from macromechanical measurements on glass-reinforced polybutyleneterephtalate // Composites Part A: Applied Science and Manufacturing. 2002. Vol. 33, Issue 3. P. 331-339. DOI: 10.1016/S1359-835X(01)00129-4
- Lee N. J., Jang J. The effect of fibre-content gradient on the mechanical properties of glass-fibre-mat/polypropylene composites // Composites Science and Technology. 2000. Vol. 60, Issue 2. P. 209-217. (99)00122-0 DOI: 10.1016/S0266-3538
- Meraghni F., Desrumaux F., Benzeggaghb M. L. Implementation of a constitutive micromechan-ical model for damage analysis in glass mat reinforced composite structures // Composites Science and Technology. 2002. Vol. 62, Issue 16. P. 2087-2097. (02)00110-0 DOI: 10.1016/S0266-3538
- The influence of fiber treatment on the performance of coir-polyester composites / J. Rout [et al.] // Composites Science and Technology. 2001. Vol. 61, Issue 9. P. 1303-1310. 10.1016/ S0266-3538(01)00021-5
- DOI: 10.1016/S0266-3538
- Netravali A. N., Chabba S. Composites get greener // Materials Today. 2003. Vol. 6, Issue 4. P. 22-29. (03)00427-9
- DOI: 10.1016/S1369-7021
- Davies P., Petton D. An experimental study of scale effects in marine composites // Composites Part A: Applied Science and Manufacturing. 1999. Vol. 30, Issue 3. P. 267-275. X(98)00156-0
- DOI: 10.1016/S1359-835
- Richardson M., Zhang Z. Nonwoven hemp reinforced composites // Reinforced Plastics. 2001. Vol. 45, Issue 4. P. 40-44. (01)80134-X
- DOI: 10.1016/S0034-3617
- Антибас И. Р., Дьяченко А. Г. Определение характеристик компонентов композитных материалов, предназначенных для производства деталей сельскохозяйственной техники // Вестник Донского государственного технического университета. 2017. Т. 17, № 3 (90). С. 155-163.
- DOI: 10.23947/1992-5980-2017-17-3-60-69
- Антибас И. Р., Дьяченко А. Г. Влияние содержания древесного дисперсного наполнителя на долговечность композиционных материалов // Вестник Донского государственного технического университета. 2017. Т. 17, № 1 (88). С. 67-74.
- DOI: 10.23947/1992-5980-2017-17-1-67-74
- Kharmanda G. The safest point method as an efficient tool for reliability-based design optimization applied to free vibrated composite structures // Вестник Донского государственного технического университета. 2017. Т. 17, № 2 (89). С. 46-55.
- DOI: 10.23947/1992-5980-2017-17-2-46-55
- Reliability based design optimization for multiaxial fatigue damage analysis using robust hybrid method / A. Yaich [et al.] // Journal of Mechanics. 2017. P. 1-16. 10.1017/ jmech.2017.44
- DOI: 10.1017/jmech.2017.44
- Du X., Chen W. Sequential optimization and reliability assessment method for efficient probabilistic design // Journal of Mechanical Design. 2004. Vol. 126, Issue 2. P. 225-233.
- DOI: 10.1115/1.1649968
- Reliability-based design optimization of computation-intensive models making use of response surface models / Steenackers G. [et al.] // Quality and Reliability Engineering International. 2011. Vol. 27, Issue 4. P. 555-568.
- DOI: 10.1002/qre.1166
- Lopez R. H., Beck A. T. Reliability-based design optimization strategies based on FORM: a review // Journal of the Brazilian Society of Mechanical Sciences and Engineering. 2012. Vol. 34, no. 4. P. 506-514.
- DOI: 10.1590/S1678-58782012000400012
- Kharmanda G., Antypas I. Integration of reliability concept into soil tillage machine design // Вестник Донского государственного технического университета. 2015. T. 15, № 2 (81). С. 22-31.
- DOI: 10.12737/11610
- Ibrahim M H., Kharmanda G., Charki A. Reliability-based design optimization for fatigue damage analysis // The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2015. Vol. 76, Issue 5-8. P. 1021-1030.
- DOI: 10.1007/s00170-014-6325-2
- Antibas I. R., Dyachenko A. G. Evaluation of soil force of resistance to penetration with the use of new design of penetrometer's probe tip // International Journal of Environmental and Science Education. 2016. Vol. 11, Issue. 18. P. 10941-10950. URL: http://www.ijese.net/makale/1478
- Антибас И. Р., Дьяченко А. Г. Технические параметры модифицированной сеялки для высева зерновых культур в тяжелые по механическому составу почвы // Вестник Донского государственного технического университета. 2015. Т. 15, №2. 3 (82). С. 81-88.
- DOI: 10.12737/12592
