Отправить статью по E-mail Экспериментальное исследование алюминиевых материалов и их сварных соединений на соответствие требованиям пассивной безопасности кабин сельскохозяйственной и дорожно-строительной техники при опрокидывании по ГОСТ ISO 3471-2015
- Авторы: Вдовин Д.С.1, Александров Д.А.1, Синюков Н.В.1, Рудьков Д.Н.1
-
Учреждения:
- Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет)
- Выпуск: Том 91, № 5 (2024)
- Страницы: 584-595
- Раздел: Теория, конструирование, испытания
- URL: https://bakhtiniada.ru/0321-4443/article/view/291101
- DOI: https://doi.org/10.17816/0321-4443-629427
- ID: 291101
Цитировать
Полный текст
Аннотация
Обоснование. В настоящее время для сельскохозяйственной и дорожно-строительной техники широкое распространение получили кабины с интегрированными силовыми элементами, защищающими оператора при опрокидывании. Одним из способов существенного снижения массы защитного силового каркаса кабин является применение алюминиевых сплавов, однако, при этом возникают проблемы с механическими свойствами алюминия в зоне сварного соединения. Появившиеся в последнее время технологии трёхмерной печати алюминиевых сплавов позволяют получать конструкции сложной формы, обладающие большой пластичностью и ударной вязкостью. Тем не менее, применение таких материалов при конструировании каркасов кабин требует дополнительных исследований на соответствие требованиям пассивной безопасности ГОСТ ISO 3471-2015.
Цель — исследовать напряженно-деформированное состояние состояния образцов алюминиевых сплавов и их сварного соединения и оценить их соответствие требованиям пассивной безопасности ГОСТ ISO 3471-2015.
Методы. В работе использован экспериментально-расчётный метод исследования. При проведении эксперимента используются разрывная машина и маятниковый копер.
Результаты. Получены механические характеристики образцов из алюминия, изготовленных аддитивным методом, а также их сварных соединений и установлена их степень соответствия требованиям пассивной безопасности кабин по ГОСТ ISO 3471-2015.
Заключение. На основании проведённого исследования сделан положительный вывод о возможности использования алюминия и его сварных соединений в защитных конструкциях кабин сельскохозяйственной и дорожно-строительной техники.
Полный текст
Открыть статью на сайте журналаОб авторах
Денис Сергеевич Вдовин
Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет)
Email: vdovin@bmstu.ru
ORCID iD: 0009-0002-6227-0471
SPIN-код: 9449-9230
канд. техн. наук, доцент кафедры СМ-10 «Колёсные машины»
Россия, МоскваДмитрий Алексеевич Александров
Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет)
Автор, ответственный за переписку.
Email: alexandrov.d@bmstu.ru
ORCID iD: 0009-0009-9635-5415
SPIN-код: 5217-0552
аспирант кафедры СМ-10 «Колёсные машины»
Россия, МоскваНикита Владиславович Синюков
Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет)
Email: sinukov_nikita@mail.ru
ORCID iD: 0009-0005-4923-2624
SPIN-код: 3449-1730
заведующий лабораторией кафедры ЛТ-5 «Проектирование объектов лесного комплекса»
Россия, МоскваДмитрий Николаевич Рудьков
Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет)
Email: Rudkov_dmitri@mail.ru
ORCID iD: 0009-0004-8880-5758
заведующий лабораторией кафедры ЛТ-7 «Транспортно-технологические средства и оборудование лесного комплекса»
Россия, МоскваСписок литературы
- ГОСТ ISO 3471-2015. Машины землеройные. Устройства защиты при опрокидывании. Технические требования и лабораторные испытания. М.: Российский институт стандартизации, 2021.
- Вдовин Д.С. Метод топологической оптимизации в задачах проектирования безопасных кабин сельскохозяйственной и строительной техники // Известия МГТУ “МАМИ“. 2018. Т. 12, № 4. C. 21–29. doi: 10.17816/2074-0530-66817
- Stahl S., Dietz G., Bischof S., et al. Lightweight Construction of a Multipurpose Vehicle Cabin. In: Engineering, Materials Science, 2019.
- Hydro I.A. More aluminium in agricultural tractor of the future. The aluminium knowledge hub. Дата обращения: 25.03.2024. Режим доступа: https://www.shapesbyhydro.com/en/sustainable-design/more-aluminium-in-agricultural-tractor-of-the-future/
- Naumov A., Isupov F., Rylkov E., et al. Microstructural evolution and mechanical performance of Al-Cu-Li alloy joined by friction stir welding // Journal of Materials Research and Technology. 2020. Vol. 9, N. 6. P. 14454–14466. doi: 10.1016/j.jmrt.2020.10.008
- Ryl’kov E.N., Isupov F.Y., Naumov A.A., et al. Comparative Analysis of the Mechanical Properties of the Friction Stir Welding Joints of Various Aluminum Alloys // Russ. Metall. 2019. 1531–1536. doi: 10.1134/S0036029519130329
- Panchenko O., Kurushkin D., Mushnikov I., et al. A high-performance WAAM process for Al-mg-Mn using controlled short-circuiting metaltransfer at increased wire feed rate and increased travel speed // Materials & Design. 2020. Vol. 195. doi: 10.1016/j.matdes.2020.109040
- Vdovin D.S., Levenkov Y.Y., Chichekin I.V. Prediction of fatigue life of suspension parts of the semi-trailer in the early stages of design // IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng. 2020. Vol. 820, N. 1. doi: 10.1088/1757-899X/820/1/012002
- Vdovin D.S., Levenkov Y.Y., Chichekin I.V. Light frame design for quad bike using topology optimization // IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng. 2019. Vol. 589, N. 1. doi: 10.1088/1757-899X/589/1/012026
- ГОСТ 6996-66. Сварные соединения. Методы определения механических свойств. М.: Стандартинформ, 2006.
- ГОСТ 9454-78. Металлы. Метод испытания на ударный изгиб при пониженных, комнатной и повышенных температурах. М.: ИПК Издательство стандартов, 2002.
- DIN EN 755-2-2016. Aluminium and aluminium alloys — Extruded rod/bar, tube and profiles — Part 2: Mechanical properties; German version EN 755-2:2016
- ГОСТ 21631-2019. Листы из алюминия и алюминиевых сплавов. Технические условия. — М.: Стандартинформ, 2020.
- Левенков Я.Ю., Вдовин Д.С., Александров Д.А. Разработка ROPS из алюминиевых сплавов для фронтальных погрузчиков // Машины и установки: проектирование, разработка и эксплуатация. 2023. № 3. С. 1–15.
Дополнительные файлы
