Ймовірнісна оцінка напружено‑деформованого стану вала барабана зерноочисного сепаратора за умов втомного руйнування (Науковий журнал «Технічний сервіс агропромислового, лісового та транспортного комплексів», 2025)
Стаття присвячена розрахунково‑експериментальному аналізу валу решітчастого барабана комбінованого зерноочисного сепаратора з урахуванням статичних і циклічних навантажень та стохастичної природи втомного руйнування зварних з’єднань. Об’єктом дослідження є вал барабана, навантажений рівномірно розподіленими й зосередженими згинаючими зусиллями від власної ваги, маси барабана і зернового вороху, а також крутним моментом приводу. Оцінювання напружено‑деформованого стану скінчено‑елементної моделі, побудованої в Autodesk Inventor, підтвердило достатній запас статичної міцності для різних варіантів конструкції. Водночас виявлено локальні зони концентрації напружень у місцях зварних швів, де коефіцієнт запасу міцності може опускатися нижче одиниці, що є критичним при дії змінних навантажень. Розрахунки втомної довговічності виконано за допустимими напруженнями з використанням медіанних кривих втоми з ймовірнісною оцінкою, що враховує розподіл амплітуд напружень та рівень залишкових напружень, які виникли в процесі зварювання. Показано, що високі залишкові напруження суттєво знижують ресурс, тоді як оптимізація технології зварювання з метою гарантованого забезпечення повного провару та післязварювальної термообробки сприяє значному підвищенню довговічності. Запропоновано комплекс таких конструктивно‑технологічних заходів, як уточнення геометрії валу, застосування підсилюючих елементів у зонах зародження тріщин, попередній підігрів та контроль якості зварювання для зниження залишкових напружень. Результати мають практичну цінність для проєктування, модернізації та забезпечення експлуатаційної надійності сепараторів у зернопереробних лініях.
Keywords: вал барабана; зерноочисний сепаратор; зварні з’єднання; втомна довговічність; концентрація напружень; залишкові напруження; криві втоми; ймовірнісні методи; скінчено‑елементний аналіз