РЕВЕРС-ИНЖИНИРИНГ ДЕТАЛЕЙ ПОЧВООБРАБАТЫВАЮЩИХ МАШИН ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ КОНЕЧНО-ЭЛЕМЕНТНОГО АНАЛИЗА

 

УДК 631.316

 

Кожарина Татьяна Владимировна – магистрант кафедры «Компьютерно-интегрированные системы в машиностроении». Тамбовский государственный технический университет (392000, г. Тамбов, ул. Советская, 106, Российская Федерация). E-mail: tata.vladimiiirovna@gmail.com

Карпов Сергей Владимирович – кандидат технических наук, доцент кафедры «Компьютерноинтегрированные системы в машиностроении». Тамбовский государственный технический университет (392000, г. Тамбов, ул. Советская, 106, Российская Федерация). E-mail: karpov.sv@mail.tstu.ru

Гороновский Андрей Романович – кандидат технических наук, доцент кафедры лесных машин, дорог и технологий лесопромышленного производства. Белорусский государственный технологический университет (220006, г. Минск, ул. Свердлова, 13а, Республика Беларусь). E-mail: arg@belstu.by

DOI: https://doi.org/ 10.52065/2519-402X-2024-276-20

 

Ключевые слова: абразивный износ, износ деталей, эрозия, 3D-сканирование, редактирование сеточной геометрии, твердотельная геометрия, конечно-элементный анализ, контроль качества, обработка почвы, моделирование почвообработки.

Для цитирования: Кожарина Т. В., Карпов С. В., Гороновский А. Р. Реверс-инжиниринг деталей почвообрабатывающих машин для проведения конечно-элементного анализа // Труды БГТУ. Сер. 1, Лесное хоз-во, природопользование и перераб. возобновляемых ресурсов. 2024. № 1 (276). С. 150–156. DOI: 10.52065/2519-402X-2024-276-20.

Аннотация

В данной статье представлено исследование, которое было проведено с целью изучения возможностей и проблем, связанных с применением 3D-сканирования в обратном проектировании и при контроле качества продукции. Исследование основано на применении методов вычислительной гидродинамики для комплексного анализа зон повышенной истираемости почвообрабатывающих инструментов. Полученные результаты позволяют сделать вывод о том, что в настоящее время существует все больше методов, которые способствуют восстановлению деталей с использованием принципов реверс-инжиниринга. Одним из таких методов является вычислительная гидродинамика (CFD), которая используется для моделирования и численного решения уравнений, описывающих движение жидкостей и газов. В данном случае CFD применяется для анализа воздействия почвы на рабочие органы почвообрабатывающих машин. При помощи методов CFD было проведено детальное исследование течения почвы вокруг рабочих органов, а также оценено воздействие давления и силы, которые возникают в процессе работы. Приведены ссылки на предыдущие исследования авторов, включающие анализ возможностей и проблемы технологии 3D-сканирования для обратного проектирования продукции с целью проведения конечно-элементных анализов деталей почвообрабатывающих машин.

Скачать

Список литературы

  1. Карпов С. В., Кожарина Т. В. Анализ абразивного износа бионических структур // Современные твердофазные технологии: теория, практика и инновационный менеджмент: материалы XIII Междунар. науч.-инновац. молодеж. конф., Тамбов, 11–12 нояб. 2021 г. Тамбов, 2021. С. 192–194. 2. Кожарина Т. В., Карпов С. В. Разработка алгоритма 3д-сканирования изношенных деталей для проведения конечно-элементного анализа // Виртуальное моделирование, прототипирование и промышленный дизайн: материалы VII Междунар. науч.-практ. конф., Тамбов, 12–14 окт. 2021 г. Тамбов, 2021. Вып. 7. С. 211–216.
  2. Карпов С. В., Кожарина Т. В. Анализ взаимодействия почвы с обрабатывающими инструментами для создания конструкций повышенной абразивной стойкости // Цифровизация агропромышленного комплекса: материалы III Междунар. науч.-практ. конф., Тамбов, 25–27 окт. 2022 г. Тамбов, 2022. С. 115–118.
  3. Helle R. H., Lemu H. G. A case study on use of 3D scanning for reverse engineering and quality control // Materials Today: Proceedings. 2021. Vol. 45. P. 5255–5262.
  4. Javaid M., Haleem A., Kumar L. Dimensional errors during scanning of product using 3D scanner // Advances in Engineering Design. Singapore: Springer Singapore, 2019. P. 727–736. DOI: 10.1007/978-981- 13-6469-3_67.
  5. Assaf Z., Rubinstein D., Shmulevich I. Determination of the parameters of the model of discrete elements necessary for soil cultivation // Soil research and tillage. 2007. No. 92 (1). P. 227–242.
  6. Ovsyanko V., Petrovsky A. The computer modeling of interaction between share-moulboard surface of plough and soil // Journal of Research and Applications in Agricultural Engineering. 2014. Vol. 59, no. 1. P. 100–103.
  7. Comparative assessment of discrete element methods and computational fluid dynamics for energy estimation of the cultivator working bodies / S. Mudarisov [et al.] // Journal of Applied Engineering Science. 2020. No. 18. P. 198–206.
  8. DEM simulation of bionic subsoilers (tillage depth >40 cm) with drag reduction and lower soil disturbance characteristics / J. Sun [et al.] // Advances in Engineering Software. 2018. Vol. 119. P. 30–37. 10. Effect of sand particles on the Erosion-corrosion for a different locations of carbon steel pipe elbow / M. Amara [et al.] // Procedia Structural Integrity. 2018. Vol. 13. P. 2137–2142.
  9. Обзор методов моделирования взаимодействия рабочих органов почвообрабатывающих машин и почвенных сред / М. Н. Лысыч [и др.] // Современные наукоемкие технологии. 2021. № 9. С. 86–93.
  10. Finite element simulation of moldboard-soil interaction / H. Bentaher [et al.] // Soil and Tillage Research. 2013. Vol. 134. P. 11–16.
  11. Deep tillage tool optimization by means of finite element method: Case study for a subsoiler tine / M. Topakci [et al.] // Journal of Food, Agriculture and Environment. 2010. Vol. 8, no. 2. P. 531–536.

 

Поступила 23.10.2023