Сибирский государственный индустриальный университет, Новокузнецк, Россия:

Сарычев В. Д., доцент, канд. техн. наук
Грановский А. Ю., младший научный сотрудник
Невский С. А., доцент, канд. техн. наук, nevskiy.sergei@yandex.ru

Предложена математическая модель износа внутренних поверхностей ковша экскаватора при длительной эксплуатации. Методом конечных элементов решены уравнения движения сыпучей среды в ковше экскаватора. Получены распределения скоростей частиц среды по поверхности ковша. Установлено, что на линии соприкосновения днища и задней крышки ковша формируется вихревая структура, приводящая к тому, что в этих местах наблюдается повышенный износ.

Исследование выполнено при поддержке гранта Президента для государственной поддержки молодых ученых (проект № МК-118.2019.2).

1. Богданов А. П., Гайнуллин А. А., Ефимов А. А., Левкович Р. В., Наумов Д. С., Окулов К. Ю. Дефекты металлоконструкции карьерных экскаваторов // Universum: Технические науки. 2015. № 11(22).
2. Грнеж Б. Применение стали марки Hardox в горной промышленности // Горная промышленность. 2008. № 3(79). С. 34–38.
3. Райков С. В. Использование новых материалов для упрочняющей наплавки рабочих поверхностей ковшей экскаваторов // Заготовительные производства в машиностроении. 2014. № 12. С. 10–13.
4. Коновалов С. В., Кормышев В. Е., Громов В. Е., Иванов Ю. Ф., Капралов Е. В. Фазовый состав и дефектная субструктура двойной наплавки, сформированной С–V–Cr–Nb–W-порошковой проволокой на стали Hardox 450 // Перспективные материалы. 2016. № 8. С. 57–63.
5. Dahm K. L., Torskaya E., Goryacheva I., Dearnley P. A. Tribological effects on subsurface interfaces // Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part J: Journal of Engineering Tribology. 2007. Vol. 221. Iss. 3. P. 345–353.
6. Сарычев В. Д., Невский С. А., Громов В. Е. Теоретический анализ напряженно-деформированного состояния материалов с градиентной структурой // Физика и механика материалов. 2015. № 2. С. 157–169.
7. Goryacheva I. G., Rajeev P. T., Farris T. N. Wear in Partial Slip Contact // Journal of Tribology. 2001. Vol. 123. No. 4. P. 848–856.
8. Ревуженко А. Ф. Механика сыпучей среды: некоторые фундаментальные проблемы и приложения // ФТПРПИ. 2014. № 5. С. 19–32.
9. Вайсберг Л. А., Демидов И. В., Иванов К. С. Механика сыпучих сред при вибрационных воздействиях: методы описания и математического моделирования // Обогащение руд. 2015. № 4. С. 21–31. DOI: 10.17580/or.2015.04.05
10. Marinelli F., Van den Eijnden A. P., Sieffert Y., Chambon R., Collin F. Modeling of granular solids with computational homogenization: Comparison with Biot’s theory // Finite Elements in Analysis and Design. 2016. Vol. 119. P. 45–62.
11. Шваб А. В., Марценко А. А., Марценко М. С. Моделирование гидродинамики высококонцентрированной гранулированной среды в смесительном бункере // Вестник Томского государственного университета. Математика и механика. 2013. № 4(24). С. 126–132.
12. Bignonnet F., Dormieux L., Kondo D. A micro-mechanical model for the plasticity of porous granular media and link with the Cam clay model // International Journal of Plasticity. 2016. Vol. 79. P. 259–274.
13. Tarantino M. G., Weber L., Mortensen A. Effect of hydrostatic pressure on flow and deformation in highly reinforced particulate composites // Acta Materialia. 2016. Vol. 117. P. 345–355.
14. Bele E., Goel A., Pickering E. G., Borstnar G., Katsamenis O. L. et al. Deformation mechanisms of idealised cermets under multi-axial loading // Journal of the Mechanics and Physics of Solids. 2017. Vol. 102. P. 80–100.