<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.3 20210610//EN" "JATS-journalpublishing1-3.dtd">
<article article-type="research-article" dtd-version="1.3" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xml:lang="en"><front><journal-meta><journal-id journal-id-type="publisher-id">donstu</journal-id><journal-title-group><journal-title xml:lang="en">Advanced Engineering Research (Rostov-on-Don)</journal-title><trans-title-group xml:lang="ru"><trans-title>Advanced Engineering Research (Rostov-on-Don)</trans-title></trans-title-group></journal-title-group><issn pub-type="epub">2687-1653</issn><publisher><publisher-name>Don State Technical University</publisher-name></publisher></journal-meta><article-meta><article-id pub-id-type="doi">10.23947/1992-5980-2020-20-1-79-86</article-id><article-id custom-type="elpub" pub-id-type="custom">donstu-1638</article-id><article-categories><subj-group subj-group-type="heading"><subject>Research Article</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="en"><subject>MACHINE BUILDING AND MACHINE SCIENCE</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="ru"><subject>МАШИНОСТРОЕНИЕ И МАШИНОВЕДЕНИЕ</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title>Numerical modeling and experimental estimates of structural member fatigue characteristics</article-title><trans-title-group xml:lang="ru"><trans-title>Численное моделирование и экспериментальные оценки характеристик выносливости элементов конструкций</trans-title></trans-title-group></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0000-0002-2246-2965</contrib-id><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Маньшин</surname><given-names>Ю. П.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Man’shin</surname><given-names>Yu. P.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Маньшин Юрий Павлович - доцент кафедры основ конструирования машин, кандидат технических наук, доцент.</p><p>344000, Ростов-на-Дону, пл. Гагарина, 1.</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Rostov-on-Don.</p></bio><email xlink:type="simple">manshin@mail.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0000-0002-3027-1309</contrib-id><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Маньшина</surname><given-names>Е. Ю.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Man’shina</surname><given-names>E. Yu.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Маньшина Елена Юрьевна - старший преподаватель кафедры основ конструирования машин.</p><p>344000, Ростов-на-Дону, пл. Гагарина, 1.</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Rostov-on-Don.</p></bio><email xlink:type="simple">elemans@mail.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib></contrib-group><aff-alternatives id="aff-1"><aff xml:lang="ru"><institution>Донской государственный технический университет</institution><country>Россия</country></aff><aff xml:lang="en"><institution>Don State Technical University</institution><country>Russian Federation</country></aff></aff-alternatives><pub-date pub-type="collection"><year>2020</year></pub-date><pub-date pub-type="epub"><day>15</day><month>04</month><year>2020</year></pub-date><volume>20</volume><issue>1</issue><fpage>79</fpage><lpage>86</lpage><permissions><copyright-statement>Copyright &amp;#x00A9; Man’shin Y.P., Man’shina E.Y., 2020</copyright-statement><copyright-year>2020</copyright-year><copyright-holder xml:lang="ru">Маньшин Ю.П., Маньшина Е.Ю.</copyright-holder><copyright-holder xml:lang="en">Man’shin Y.P., Man’shina E.Y.</copyright-holder><license xml:lang="ru" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.</license-p></license><license xml:lang="en" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.</license-p></license></permissions><self-uri xlink:href="https://www.vestnik-donstu.ru/jour/article/view/1638">https://www.vestnik-donstu.ru/jour/article/view/1638</self-uri><abstract><sec><title>Introduction</title><p>Introduction. In the algorithm for predicting the resource of machine parts, models of external actions, fracture resistance, and temporal development of a particular type of damage to these units interact. The applied issues of the resistance of machine parts to fatigue failure are considered. The scientific research and regulatory materials are adapted to determine the characteristics of endurance to the specifics of structures and materials of the construction-and-road machinery and agricultural machinery. The work objective is to use the analysis of existing methods to develop recommendations for the calculated determination of the endurance parameters of structural members of the agricultural machines.</p></sec><sec><title>Materials and Methods</title><p>Materials and Methods. The initial data were scientific studies on the fracture mechanics of the engineering materials and structures, as well as standards for endurance characterization methods. The need to test methods for determining fatigue characteristics to use them in the road construction machinery and agricultural machinery projects follows from the specifics of their designs, operation conditions and industry-specific range of materials. Based on the analysis of existing methods, it is required to develop recommendations for the calculation of the endurance parameters of structural parts of the agricultural machines. For this, the components of the load-bearing systems of the staged design were presented in the form of a set of plates of the corresponding thickness; and the concept of the critical radius of the stress raiser at the welding sites was also used. Numerical methods using mathematical models were applied. The calculation results were verified through comparing them to experimentally determined fatigue characteristics of the members of a combine harvester on a test bench.</p></sec><sec><title>Results</title><p>Results. Radius critical values of the stress raisers for various types of welds are obtained. The tables of the calculated and experimental endurance limits of the combine bearing components are well correlated and can be used under designing.</p><p>Discussion and Conclusions. The theoretical foundations laid down in the study open up great opportunities for applications to the design of various machines. The considered fragment of adaptation of the theoretical approach to the agricultural engineering objects can be used in the design of load-bearing systems in the related fields of engineering.</p></sec></abstract><trans-abstract xml:lang="ru"><sec><title>Введение</title><p>Введение. В алгоритме прогнозирования ресурса элементов машин взаимодействуют модели внешнего воздействия, сопротивления разрушению и развития во времени того или иного вида повреждения этих элементов. </p><p>Рассматриваются прикладные вопросы сопротивления элементов машин усталостному разрушению. Выполняется адаптация научных исследований и нормативных материалов по определению характеристик выносливости к специфике конструкций и материалов строительно-дорожных машин и сельхозтехники. Цель работы ― с помощью анализа существующих методов разработать рекомендации по расчетному определению параметров выносливости конструктивных элементов сельхозмашин.</p></sec><sec><title>Материалы и методы</title><p>Материалы и методы. Исходными данными послужили научные исследования механики разрушения машиностроительных материалов и конструкций, а также стандарты по методам определения характеристик выносливости. Необходимость апробации методов определения характеристик выносливости для использования в проектах строительно-дорожных машин и сельхозтехники вытекает из специфики их конструкций, условий работы и отраслевых сортаментов материалов. На основе анализа существующих методов необходимо разработать рекомендации по расчетному определению параметров выносливости конструктивных элементов сельхозмашин. </p><p>Для этого элементы несущих систем ступенчатой конструкции были представлены в виде набора пластин соответствующей толщины, а также использована концепция критического радиуса концентратора напряжений в местах сварки. Применены численные методы с использованием математических моделей. Проверка результатов расчетов проведена путем сравнения их с экспериментально определенными характеристиками выносливости элементов зерноуборочного комбайна на испытательном стенде.</p></sec><sec><title>Результаты исследования</title><p>Результаты исследования. Получены критические значения радиуса концентраторов напряжений для различных видов сварных швов. Таблицы расчетных и экспериментальных пределов выносливости несущих элементов комбайна хорошо коррелируются и могут использоваться при проектировании.</p></sec><sec><title>Обсуждение и заключения</title><p>Обсуждение и заключения. Теоретические основы, заложенные в работе, открывают широкие возможности для приложений к проектированию различных машин. Рассмотренный фрагмент адаптации теоретического подхода к объектам сельскохозяйственного машиностроения может использоваться при проектировании несущих систем в смежных областях машиностроения.</p></sec></trans-abstract><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>предел выносливости</kwd><kwd>усталостное разрушение</kwd><kwd>усталостная трещина</kwd><kwd>сварное соединение</kwd><kwd>расчетно-экспериментальные методы</kwd></kwd-group><kwd-group xml:lang="en"><kwd>endurance range</kwd><kwd>fatigue fracture</kwd><kwd>fatigue crack</kwd><kwd>weld joint</kwd><kwd>computational and experimental methods</kwd></kwd-group></article-meta></front><back><ref-list><title>References</title><ref id="cit1"><label>1</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Спиченков, В. В. Современные методы расчетной оценки силовых конструкций / В. В. Спиченков, А. Б. Шостенко ; Ростовский институт автоматизации и технологии машиностроения // Разработка конструкций и исследование технологических процессов сельскохозяйственных машин : сб. статей. ― Ростов-на-Дону, 1993. ― С. 69–75.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Спиченков, В. В. Современные методы расчетной оценки силовых конструкций / В. В. Спиченков, А. Б. Шостенко ; Ростовский институт автоматизации и технологии машиностроения // Разработка конструкций и исследование технологических процессов сельскохозяйственных машин : сб. статей. ― Ростов-на-Дону, 1993. ― С. 69–75.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit2"><label>2</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Кeшe, Г. Коррозия металлов. Физико-химические принципы и актуальные проблемы / Г. Кeшe. ― Москва : Металлургия, 1984. ― 400 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Кeшe, Г. Коррозия металлов. Физико-химические принципы и актуальные проблемы / Г. Кeшe. ― Москва : Металлургия, 1984. ― 400 с.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit3"><label>3</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Ефремов, Л. В. Практика инженерного анализа надежности судовой техники / Л. В. Ефремов. ― Ленинград : Судостроение, 1980. ― 175 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Ефремов, Л. В. Практика инженерного анализа надежности судовой техники / Л. В. Ефремов. ― Ленинград : Судостроение, 1980. ― 175 с.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit4"><label>4</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Лукинский, В. С. Прогнозирование надежности автомобилей / В. С. Лукинский, Е. И. Зайцев. ― Ленинград : Политехника, 1991. ― 222 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Лукинский, В. С. Прогнозирование надежности автомобилей / В. С. Лукинский, Е. И. Зайцев. ― Ленинград : Политехника, 1991. ― 222 с.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit5"><label>5</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Маньшин, Ю. П. Вопросы надежности деталей при проектировании механических систем / Ю. П. Маньшин, Е. Ю. Маньшина // Вестник Московского государственного технического университета им. Н. Э. Баумана. Сер. Машиностроение. ― 2019. ― № 5. ― С. 56–73.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Маньшин, Ю. П. Вопросы надежности деталей при проектировании механических систем / Ю. П. Маньшин, Е. Ю. Маньшина // Вестник Московского государственного технического университета им. Н. Э. Баумана. Сер. Машиностроение. ― 2019. ― № 5. ― С. 56–73.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit6"><label>6</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Маньшин, Ю. П. Приближенная оценка ресурса детали, обеспечивающая ее требуемый ресурс с заданной вероятностью безотказной работы / Ю. П. Маньшин, Е. Ю. Маньшина // Вестник машиностроения. ― 2017. ― № 12. ― С. 20–24.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Маньшин, Ю. П. Приближенная оценка ресурса детали, обеспечивающая ее требуемый ресурс с заданной вероятностью безотказной работы / Ю. П. Маньшин, Е. Ю. Маньшина // Вестник машиностроения. ― 2017. ― № 12. ― С. 20–24.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit7"><label>7</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Man’shin Yu.P. Estimating the Life of a Machine Part / Yu.P. Man’shin, E. Yu. Man’shina// Russian Engineering Research. ― 2018. ― Vol. 38, no. 3. ― P. 157-162.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Man’shin Yu.P. Estimating the Life of a Machine Part / Yu.P. Man’shin, E. Yu. Man’shina// Russian Engineering Research. ― 2018. ― Vol. 38, no. 3. ― P. 157-162.</mixed-citation></citation-alternatives></ref></ref-list><fn-group><fn fn-type="conflict"><p>The authors declare that there are no conflicts of interest present.</p></fn></fn-group></back></article>
