Сергієнко С. А. Створення методів тривимірного моделювання, проєктування, розрахунку та впровадження багатокомпонентних конструкцій у виробництві великих машин постійного струму

Дисертаційну роботу присвячено створенню методів тривимірного моделювання та проєктування багатокомпонентних конструкцій у виробництві великих машин постійного струму (ВМПС) для вирішення актуальних питань щодо підвищення надійності їх конструкції та забезпечення гнучкості виробництва. Було виконано розрахунок розподілу напружень та деформацій в межах станини ВМПС для визначення критичних навантажень, пов’язаних з особливостями виконання технологічних операцій. Розглянуто проєктування та розрахунок напружено-деформованого стану корпусних частин ВМПС під час виготовлення та експлуатації. При цьому вперше враховано як класичні електромагнітні сили, так і зусилля при виконанні технологічних операцій, необхідних для механічної обробки та складання таких об’єктів, а також в процесі транспортування. В частині визначення механічних напружень було встановлено, що запаси міцності спроєктованої конструкції дозволяють забезпечити міцність елементів станини під час виготовлення ВМПС та безпечну роботу під час експлуатації без обмежень за навантаженнями та режимами роботи. Тривимірний аналіз напружено-деформованого стану конструкції при виконанні технологічних операцій, а саме нахилу, підйому та переміщення станини ВМПС без полюсів і з полюсами, показав, що значення механічних напружень та деформацій, які виникають у з’єднаннях станини базового виконання, перевищують допустимі межі, що призводить до значної деформації конструкції. У роботі спроєктована конструкцію станини з додатковими ребрами жорсткості та виконані розрахунки напружено-деформованого стану вузла. Проведений аналіз посиленої конструкції показав, що при виконанні технологічних операцій механічні напруження, які виникають, не перевищують допустимих, а всі деформації знаходяться в пружній зоні для використаного матеріалу. 1. Вперше створений новий метод розрахунку напружено-деформованого стану станини великої машини постійного струму, що на відміну від існуючих дозволяє враховувати технологічні та основні силові фактори у тривимірній постановці. 2. Удосконалено алгоритм завдання граничних умов для тривимірних моделей конструктивних компонентів електричних машин у частині детального опису навантажень в різні моменти циклу виробництва та експлуатації. 3. Удосконалено алгоритм та методику проведення випробувань електричних машин в частині їх відповідності вимогам впроваджених сучасних європейських стандартів. 4. Набули подальшого розвитку існуючі інженерні методи визначення напружено-деформованого стану на основі класичної теорії міцності в частині удосконалення точності розподілу напружень на основі математичного моделювання конструкції з врахуванням тривимірного розподілу технологічних та основних силових факторів. Практичне значення отриманих результатів: 1. Розроблений метод визначення напружено-деформованого стану станини ВМПС з урахуванням навантажень, що виникають при технологічних операціях в процесі виготовлення, та під час експлуатації готового виробу, дозволяє підтвердити працездатність конструкції корпусів не тільки для основних режимів роботи, а також для технологічних операцій (підйом, кантування). 2. На основі розробленого методу обґрунтовано створення додаткових ребер жорсткості, що забезпечує посилення конструкції станини ВМПС для запобігання недопустимих деформацій під час технологічних операцій. 3. Розроблені рекомендації щодо проведення випробувань електричних машин постійного струму, що базуються на впроваджених сучасних європейських стандартах.