Assessment of the stress-strain state in the weld zone for the forklift truck frame



Cite item

Full Text

Abstract

In the context of an ever-increasing complication of both the construction of building machines and mechanisms and the conditions of their operation, the issues of achieving reliability and durability of the main welded joints are actualized, since the quality of the welded joint determines the operability of the assembly and the machine as a whole. In this regard, ensuring satisfactory weldability and obtaining a better welded joint are necessary conditions of increased strength for welded structures on which the working bodies of construction machinery, as well as mechanisms and their assembly units are mounted. The article addresses the key issues of improving the reliability of welded structures of building machines. Special attention is paid to the problems of strengthening hazardous areas, as well as the restoration of such zones in the welded structures of construction machinery. As an example, the article considers the frame of a forklift truck equipped with a hydraulic manipulator. Particular emphasis is placed on the fact that when calculating the distances between welds, it is necessary to take into account its dependence on the welding conditions and the parameters of the frame structures of construction machines. The stress-strain state of the frame was evaluated by modeling the state of the structure in various situations. Using finite element analysis programs, it was found that it is possible to reduce local stresses that exceed the tensile strength of the material and cause the risk of microcracks due to the welding of overlays with short seams in a checkerboard pattern, as well as finding the optimal parameters of the welds taking into account the stress concentration. It was also established during the study that the greatest influence on the value by stress concentration factors is exerted by the radius of the transition from the base metal to the weld metal. An increase in the transition radius from 0.1 mm to 1.0 mm makes it possible to reduce the value of the stress concentration coefficient.

About the authors

A. P Shcherbakov

Saint-Petersburg State University of Architecture and Civil Engineering

Saint-Petersburg, Russia

A. E Pushkarev

Saint-Petersburg State University of Architecture and Civil Engineering

Email: aleksandrpav@list.ru
DSc in Engineering Saint-Petersburg, Russia

N. E Manvelova

Bonch-Bruevich Saint Petersburg State University of Telecommunications

PhD in Engineering Saint-Petersburg, Russia

References

  1. Мухаметшина Р.М. Климатическая надежность дорожно-строительных машин // Механизация строительства. 2016. Т. 77. № 8. С. 40-43.
  2. Лоза А.В., Чигарев В.В., Серенко А.Н. Повышение эксплуатационной стойкости чаши шлаковоза при создании лито-сварной конструкции // Сварочное производство. 2017. № 6. С. 48-52.
  3. Федосеева Е.М. Свойства и структурообразование в сварных швах при сварке стали Х65 по разным технологиям // Металлург. 2016. № 1. С. 65-70.
  4. Федоров С.К. Упрочняющее электромеханическое восстановление посадочных поверхностей валов под подшипники качения // Международный технико-экономический журнал. 2018. № 2. С. 72-77.
  5. Гордиенко В.Е., Абросимова А.А., Трунова Е.В., Корнеева Е.А., Щербаков А.П., Горшков В.Н. Влияние структурных параметров конструкционных сталей на результаты оценки напряженно-деформированного состояния сварных металлоконструкций // Вестник гражданских инженеров. 2016. № 6(59). С. 194-199.
  6. Гордиенко В.Е., Абросимова А.А., Трунова Е.В., Щербаков А.П. К выбору конструкционных сталей для изготовления сварных металлических конструкций строительных машин // Вестник гражданских инженеров. 2017. № 6(65). С. 233-238.
  7. Гордиенко В.Е., Абросимова А.А., Щербаков А.П., Трунова Е.В. К вопросу проведения коррозионных испытаний конструкционных сталей с различной исходной микроструктурой // Вестник гражданских инженеров. 2018. № 6(71). С. 142-148.
  8. Mousavizade S.M.; Pouranvari M. Projection friction stir spot welding: a pathway to produce strong keyhole-free welds, Science and technology of welding & joining. 2019, Vol. 24, No. 3, pp 256-262.
  9. Xiong, Xuhai, Nishino, Shintaro Effect of chemical etching of resistance wire surface on the strength and failure mechanism of the resistance-welded joint of polyetherimide composites, Journal of applied polymer science, 2019, Vol. 136, pp 78-92.
  10. Priymak, Elena; Atamashkin, Artem; Stepanchukova, Anna Effect of Post-Weld Heat Treatment on The Mechanical Properties and Mechanism of Fracture of Joint Welds Made by Thompson Friction Welding, Materials today: proceedings, 2019, Vol. 11, pp 295-299.
  11. Huang, Yongxian, Miled, A. Joint formation mechanism of high depth-to-width ratio friction stir welding, Journal of materials science & technology, 2019, Vol. 35, pp 1261-1269.
  12. Shen, Z., Karpat, Fatih Interfacial bonding mechanism in Al/coated steel dissimilar refill friction stir spot welds, Journal of materials science & technology, 2019, Vol. 35, pp 1027-1038.
  13. Tao, Wang, Yong Mao Influence mechanism of welding time and energy director to the thermoplastic composite joints by ultrasonic welding, Journal of manufacturing processes, 2019, Vol. 37, pp 196-202.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Copyright (c) 2020 Shcherbakov A.P., Pushkarev A.E., Manvelova N.E.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».