автореферат диссертации по транспортному, горному и строительному машиностроению, 05.05.03, диссертация на тему:Многокритериальный выбор рациональных вариантов конструктивно-технологических решений рам автотранспортных средств на стадии проектирования

оао «научно - исследовательский тракторный институт «нати»

На правах рукописи

ЯСЗ.М10

фаРаджев физули аташевич

ООЗОБ21Б4

Многокритериальный выбор рациональных вариантов

конструктивно-технологических решений рам автотранспортных средств на стадии проектирования (на примере автобуса «Московит»)

Специальность 05 05 03 «Колесные и гусеничные машины»

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва 2007

003062164

Работа выполнена в ОАО «Научно-исследовательский тракторный институт «НАТИ»

Научный р> ководитель - доктор технических наук, профессор Годжаев Захид Адыгезалович

Официальные оппоненты - доктор технических наук профессор

Гируцкий Ольгерт Иванович,

кандидат технических наук, с н с Перельцвайг Игорь Маркович

Ведущая организация ФГУП «НИЦИАМТ» (г Дмитров, Московской области)

Защита диссертации состоится 10 апреля 2007 г в 10-00 часов на заседании диссертационного Совета Д21701201 по защите диссертаций на соискание ученой степени кандидата технических наук при ОАО «Научно - исследовательский тракторный институт «НАТИ» по адресу 125040, I Москва, ул Верхняя, 34, ОАО «НАТИ»

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ОАО «НАТИ» (г Москва)

Отзыв на автореферат в двух экземплярах с подписью, заверенной печатью организации, просим направтять в адрес ученого секретаря диссертационного совета Автореферат разослан____ 2007 г

Ученый секретарь диссертационного сове' доктор технических наук

Шипилевский

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы Рама транспортного средства (ТС) является одним из наиболее материалоемких и дорогостоящих его узлов Стоимость рамы составляет 10 20 % стоимости ТС К конструкции рамы предъявляются требования по обеспечению необходимых показателей качества прочности, безопасности пассажиров при аварийных ситуациях, ресурса, материалоемкости, технологичности (на этапах производства и эксплуатации), коррозийной стойкости и др

Выбор конструктивно-технологических решений рамы определяется в основном компоновкой ТС и возможностями производства При этом поиск предпочтительного варианта конструктивно-технологического решения рамы, как правило, производится с учетом незначительного числа критериев эффективности (обычно от одного до трех) с использованием скалярного критерия качества Такой подход приводит к выбору на этапе проектирования квазиоптимального варианта рамы, что связано с значительными неоправданными потерями при производстве и эксплуатации ТС Чтобы избежать этих потерь, необходимо разработать эффективные методы и алгоритмы выбора наиболее рациональных конструктивно-технологических решений из множества допустимых Как показывает опыт, указанные методы и процедуры должны быть, прежде всего, основаны на теории многокритериальной оптимизации, численных методах оценки напряженно-деформированного состояния (НДС) рамы, в частности, на методе конечных элементов (МКЭ) и ряде др В связи с этим задача выбора рациональных конструктивно - технологических решений рам ТС и совершенствования их характеристик, на базе интенсивно разрабатываемых (в многокритериальной постановке) методического, процедурного и программно- алгоритмического обеспечения, является актуальной

Цель работы. Целью настояшей работы является разработка методического и программно-алгоритмического обеспечения задач принятия рациональных конструктивно-технологических решений на стадии проектирования (при разработке новых и модернизации существующих) рам несущих систем ТС

Объектом диссертационного исследования является рама несущей системы (НС) автобуса «Московит», производство ОАО «ТМЗ»

Методы исследования. Теория принятия решений, векторная (многокритериальная') оптимизация системный анализ, метод конечных элементов, экспертного анализа информации, стендовые испытания и др Кроме этого, для решения задач выбора оптимальных (рациональных) конструктивно-технологических решений рам ТС использовались методы морфологического анализа, модифицированного Паретовского выбора, методы натурных экспериментов В ходе исследований также использовалась конструкторская, проектная и технологическая документация по производству автобуса «Московит» Научная новизна диссертационной работы

- обоснована необходимость разработки и использования при выборе конструктивно - технологических решений рам ТС методов и алгоритмов, основанных на использовании векторного критерия качества,

- предложена система конструктивно-технологических критериев оценки оптимальности (предпочтительности) рам ТС, классифицированных по функциональным признакам, осуществлена постановка задачи выбора рациональных вариантов рам на основе дискретных многокритериальных методов,

- разработана методическая основа подготовки исходной информации для решения специфических задач многокритериального выбора рациональных конструктивно-технологических решений рам различных ТС, включающая процедуры расчета количественных критериев качества рам, методики дискретного оптимизационного выбора и систематизации этих методов

- для оценки НДС конструкции рамы разработана методика с использованием конечно-элеметного комплекса МБС ЫАЗТЯАМ 2004 Предложена упрощенная методика выделения фрагмента конструкции рамы с высоким уровнем НДС, основанная на балочной схеме и учитывающая взаимодействие рассматриваемого фрагмента рамы с сопряженными частями конструкции,

- предложен комбинированный метод определения прочностных, весовых и жесткостных параметров рамы, использующий двухуровневую детализацию расчетной схемы конструкции, где предварительные результаты, полученные для модели первого уровня адаптируются для трехмерной пространственной схемы с использованием пре- и постпроцессорных программных средств

Практическая значимость Разработанные положения позволяют на стадии проецирования выбрать, из множества допустимых альтернативных вариантов, наиболее эффективные, значительно снизив, таким образом, вероятность потери оптимального варианта и, как следствие, добиться большего организационно-технического и экономического эффектов Организационно-технический эффект от внедрения в ОАО «ТМЗ» этапа САПР «Выбор оптимального конструктивно-технологического решения на этапе предварительного проектирования объектов промышленного назначения» характеризуется сокращением как, минимум, на 20% времени, затрачиваемого на решение задачи выбора Применение упрощенной методики расчета НДС конструкции позволяет резко снизить объем работ компьютерной подготовки оценок Суммарный ожидаемый годовой экономический эффект при мелкосерийном производстве рам автобусов в ОАО «ТМЗ» составляет около 3,5 млн руб Основные результаты работы, включая программно-алгоритмическое обеспечение, а также методы расчетов и оптимизации могут быть успешно применены при создании широкого класса ТС

Основные положения диссертации, выносимые на защиту

- методические основы выбора (включая методическое и программно -алгоритмическое их обеспечение) рациональных конструктивно-технологических решений рам ТС, с использованием методов многокритериальной оптимизации,

системы критериев выбора рациональных вариантов рам ТС, классифицированные по группам функциональной принадлежности и лексикографически ранжированные как по группам значимости, так и в целом по всему набору,

- результаты расчетов количественных критериев оценки рациональности альтернативных конструкций рам ТС по показателям НДС, металлоемкости, коррозионной стойкости и др,

- результаты оптимизационных расчетов консгрукгивно-техноложческих решений рациональных вариантов рам автобуса «Московит»,

- результаты экспериментальных стендовых испытаний фрагмента рамы автобуса «Московит»

Реализация результатов исследований. Результаты работы использованы при проведении НИОКР ОАО «ТМЗ» При принятии решений на этапе выбора рациональной конструкции рамы автобуса «Московит», были рекомендованы к

реализации аналога рамы автобуса «Икарус - 435», изготовленные из стали 09Г2С и Ст 20 При выборе эффективной технологической структуры сборки указанной рамы рекомендована структура, отличная от принятой в настоящее время в ОАО «ТМЗ» Вместо применяемой техночогии с использованием электросварки под С02 рекомендована к использованию аргонодуговая сварка, вместо антикоррозионного покрытия с использованием фосфатирования рекомендована к внедрению технология с использованием цинкования

Достоверность работы Достоверность работы подтверждается известными теоретическими решениями, методами, адекватными моделями, а также сравнением теоретических и расчетных результатов с экспериментальными данными

Апробация работы Основные резучьтаты настоящей работы докладывались и обсуждались на НТС кафедр «Строительная механика и прочность» ГТУ (МАИ) и «Автомобильное хозяйство и двигатели» МГОУ, ОАО ' НАТИ", ОАО «ФИИЦ М», а также на международной конференции «Надежность и долговечность механизмов элементов конструкций и биомеханических систем», г Севастополь, 2006г

Пубшкации По результатам проведенных исследований по теме диссертации опубликовало 5 научных работ

Структура и объем работы Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и приложений Общий объем диссертационной работы - 148 страниц машинописного текста включающий 32 рисунков, 38 табчиц и 202 литературных источников

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, цели и задачи исследования В первой главе приводятся результаты аналитического обзора известных читературных источников по существу темы диссертационной работы, в частности, по методам расчета и оптимизации основных конструктивно - технологических параметров и проектных решений рам НС автотранспортных средств Проведенный аналитический обзор работ позволил выделить широкий крут решенных прикладных задач в эгом направлении В основе своей указанные прикладные задачи решены для НС тракторов, автомобилей, сельскохозяйственной техники и др В качестве основных критериев оптимизации нспотьзуются «статическая прочность», «надежность», «долговечность», «жесткость конструкции», «металлоемкость» «коррозионная устойчивость», «технологичность изготовления», «себестоимость изготовления» и ряд др Как правило, оптимальность тех или иных конструктивно -технологических решений рам ТС по указанным критериям определяется расчетным путем Оптимизация разрабашваемой или модифицируемой системы производится за редким исключением, по одному критерию, максимум по «свертке» трех к одному обобщенному Практически все разработчики при оценке прочности рамы ГС методом конечных элементов определяют НДС элементов конструкции, которое является основой для проведения процедуры оптимизации К группам «сворачиваемых» к одному обобщенному относятся следующие критерии "ресурс -металлоемкость", "напряженность - металлоемкость" "прочность - надежность -металлоемкость", "прочность - долговечность - металлоемкость" и др В то же время, автор работы не исключает улучшение качества ТС в цепом (в системном плане) на фоне других критериев оптимизации, в первую очередь таких, как «технологичность изготовления», «коррозионная устойчивость к внешней среде», «себестоимость изготовления рамы»

Как показал анализ литературных источников, лри оптимизации рам ТС использовались, в основном, классические методы, не учитывающие многокритериальную природу оптимизируемого объекта На практике при описании качества рамы НС возникает, как правило, несколько независимых и противоречивых критериев Поэтому, если учитывать специфические, свойственные раме ТС особенности- неопределенность конструктивного решения, неполнота количественной информации, неопределенность предпочтений при оценке вариантов и т д, го для их оптимизации необходимо использовать и развивать многокритериальные методы выбора В результате показана необходимость использования процедур, не сводящих критериальные оценки к одному обобщенному критерию ге позволяющих производить оптимизацию по векторному критерию

Все вышеизложенное позволило сформулировать ряд постановок задачи многокритериального выбора эффективных альтернатив Наиболее общая из них формулируется следующим образом имеется некоторая информация о способах (или средствах) реализации рамы ТС и о качестве этих способов (или средствах) Необходимо найти подмножество вариантов реализации конструктивно технологических решений рамы НС, оптимальных в некоторой структуре предпочтений лица, принимающего решение (ЛПР) Имеет право на применение и другая содержательная постановка задачи выбора А именно, на основе методов многокритериальной оптимизации разработать процедуры формирования допустимого множества альтернатив проектируемого объекта и затем выбор из полученного множества эффективных вариантов конструктивно- технологических решений объекта

Во второй главе диссертации излагаются методические и процедурные аспекты многокритериального выбора эффективных вариантов рам ТС Последние из них, по мнению автора, не имеют аналогов в литературных источниках и претендуют на научную новизну Учитывается тот факт, что специфика объекта исследований диктует необходимость включения в процедуру выбора, как обязательного этапа, расчет эффективности объекта по одному из доминирующих критериев - прочности (нагруженности) В связи с этим, для расчета величин вертикальных нагрузок построена модель движения экипажа, как системы твердых тел с упругими связями Результаты исследования этой модели на ЭВМ были использованы автором на ранних стадиях расчета объекта (в главе 3 настоящей работы) на усталостную прочность и вычисления параметров его движения по тому или иному дорожному покрытию, а также для предварительной оценки инерционных нагрузок, действующих на объект, и подготовки конечно - элементной модели, применяемой лри прочностном расчете Поэтому в настоящем разделе приведены указанные результаты моделирования, как исходные для процедур выбора эффективных вариантов рам ТС

Общий вид объекта (двухсекционного трехосного автобуса «Московит») представлен на рис 1 Несущая система автобуса образована пространственной рамой, показанной на рис 1а, и при расчете может быть представлена в виде двух звеньев, соединенных шарниром Подвеска представляет собой упруго - демпфирующие связи, наложенные на раму в точках ее закрепления Расчетная схема представлена на рис 16 При расчете учитывается воздействие на раму равномерно распределенной весовой нагрузки от агрегатов и пассажиров в расчетном количестве, допустимом при эксплуатации (рис 1в) На раму действуют реакции опор, передаваемые через подвеску со стороны дорожного полотна Введены следующие обозначения Ь - длина автобуса, /|,/21/3 - координаты осей ходовой части автобуса, т1,т2 - массы первой и

второй секций автобуса k],k2,ki ~ коэффициенты жесткости подвесок С, Сг,С} -коэффициенты демпфирования подвесок, Р„Р2,Р} - силы, действующие на ходовую часть со стороны дорожного покрытия, Л,,/?,,^ - силы, действующие на несущую систему со стороны подвесок, g,, qz - равномерно распределенная массовая нагрузка на первую и вторую секции, (р^(рг - углы поворота первой и второй секций, как твердых тел, при движении в вертикальной плоскости

В работе введена механическая модель экипажа в виде двух абсолютно жестких балок различной массы, соединенных шарниром и опирающихся на три упругие опоры, моделирующие подвеску без учета демпфирования (рис 2), что приводит к расчетному увеличению инерционных нагрузок, то есть принимается к расчету «в запас прочности» Колебательное движение экипажа в вертикальной плоскости (галопирование) рассматривается как вносящее основной вклад в динамическое нагружение конструкции Предполагается, что масса конструктивных элементов подвески пренебрежимо мала по сравнению с массой балочных элементов рамы Математическая модель получена на основе уравнений Лагранжа 2 рода d_ dt.

«,(<)) = н,0, ut (О) =

Здесь введены следующие обозначения / - степень свободы системы, м|;и2 нч - обобщенные перемещения системы с N степенями свободы, Т = Т(«,,и, uv) - кинетическая энергия системы, П = П(и,,м2 uv) потенциальная энергия системы, и°, v(° -начальные перемещения и скорости Точкой обозначено дифференцирование по времени Принимаем, что обобщенные перемещения в процессе колебаний достаточно малы В результате линеаризации параметров расчетной схемы (рис 2) , динамическая модель колебательной системы характеризуется следующей системой дифференциальных уравнений

ОТ | ЗП _ . _ ..

—--= 0, i = 1,2 /V, в соответствие которым ставятся начальные условия

ч ди, ) даt

(т, + m.)z + ml(ll + L,)<p, -'л, (/, +

+ (*, + *, + *,): + ft, (i, + /, Ц - «:,(2/, +1,) + ¿,£-,0, = = к,у, +*„;',+ А,у„ m,(l, + £,)r + [m,(/1 + + +[А, (/, + Ц) - A3/.,]z + (I, + Ц? =

= к,(1, + Ц)у,+к 2А V,, —т, (/, +/,,)г-1-(яг,(/3 + и) '

: =/t,(2/2 + L,)}\ tA,L,V,

Рис 2. Расчетная схема экипажа

Здесь использованы обозначения 2 - вертикальное поступательное перемещение шарнира системы, <Р\,фг - углы поворота балок-секций системы, У\<Уг>Уъ ~ вертикальные поступательные перемещения точек опоры шасси задаваемые рельефом дорожного полотна, kt,k2,k} - жесткости упругих подвесок, т\,тг - массы балок-секций системы, J¡,J2 - моменты инерции балок-секций системы в собственных главных центральных осях координат, 1^12,1Л,Ь.г -координаты центров масс балок и точек опоры шасси в системе координат, связанной с центральным шарниром

Системе уравнений движения соответствуют начальные устовия

fz(0) = 0, <р,(0) = 0, р,(0) = 0. * (2)

|-(0) = 0, ¥>,{0) = 0 р,(0)=0 При решении уравнений (1) с начальными условиями (2) использовался численный алгоритм Дормана - Принса Задача решалась при следующих входных данных /и = 18000 и, /л, =9500 кг, /л, =7500 кг, масса сочленения секций экипажа

считается пренебрежимо малой, J,=7,15 104кг м2, J2 = 2,3 104 кг м:, 1, = 5,730 м, 12 = 5,450 м, /, =5,500 м, 1г = 2,550 м,/3 =8,520 м, k¡ - к2 = к} = 79000 Н/м Решение построено на временном промежутке 5 с

Предполагается, что перемещение точки О происходит только вдоль вертикальной оси Перемещение точек опор шасси задается в виде ступенчатой функции yt(t}= h Н(/ - v г,), где у1 - перемещение i-й опоры h - амплитуда перемещения, //(í) - функция Хевисайда, v - скорость движения экипажа в горизонтальной плоскости, ,г,=0 хг~ 5,970 м - база первой секции экипажа, = 14,050 м - база всего экипажа Расчет производился при скорости, равной 60 км/ч 17 м/с) В реальных устовиях эксплуатации автобуса такому нагружению соответствует ступенчатая неровность дорожного полотна высотой Л = 100 мм при наезде на препятствие типа тротуарного бордюра В качестве выходных данных использовались вертикальные смещения w, скорости v, и ускорения а, узлов крепления подвески (точки А, В, С на рис 2), вычисляемые по величинам г,

w4 =-z-/jSin</92, w0 ~-z - ijSmfpj, vf3 = -г + /, sin<¡>, (3) Перемещения точек А, В и С приведены на рис 3, скорости - на рис 4 а ускорения -на рис 5 В связи с крупным масштабом рис 5 графики ускорений имеют вид разрывных функций

Далее вычислены усилия, действующие на раму автоб)са при определенных выше параметрах движения Усилие, развиваемое i -м упругим элементом подвески, определяется соотношением R, = к:w™% + R", где Rt - величина усилия, kt -жесткость упругого элемента подвески, и/11" - максимальная абсолютная деформация элемента подвески F"- усилие статического обжатия ¿-го элемента подвески при расчетной весовой нагрузке Расчетное усилие статического обжагия равно реакции опоры и при равномерно распределенной нагрузке составляет величину

/Гг = к 30000 Н Коэффициенты жесткости все\ элементов подвески равны 79000 Н/м В качестве абсолютных деформаций выбираются наибольшие перемещения в точках крепления элементов подвески, вычисленные при решении системы уравнений (1) с начальными условиями (2) в виде (3) и равные, в точках А, В и С, соответственно 45800, 46350 и 45010 Н При этом коэффициент динамической нагруженности рамы -кд равен 1,6 Полученные усилия используются как исходных данных при расчете НДС фрагмента рамы автобуса

Рис í Перемещения рамы в точках крепления подвески А, В и С

Рис 4 Скорости движения рамы в точках крепления подвески

Рис.5 Ускорения рамы в точках крепления подвески

Построенная модель экипажа, как системы твердых тел с упругими связями использована в разделе 3 2 при расчете рамы на усталостную прочность а также ля предварительной оценки динамических нагрузок, действующих на раму

Значительная часть второй главы диссертации посвящена описанию процедур многокритериального выбора рациональных конструктивно-технологических решений рам ТС Сами процедуры включают два общепринятых этапа при решении задачи выбора -формирование допустимого множества альтернатив и затем выбор наиболее эффективной из них Формирование допустимого множества конструктивно-технологических решений объекта как правило, производится с использованием различных эвристических экспертных процедур, не допуская при этом декомпозиции указанных решений на отдельные стадии (этапы) В тоже время, допускается формирование структуры объекта, в которой этапы реализации объекта предварительно декомпозируются на отдельные стадии После стадии декомпозиции с использованием различных разработанных автором алгоритмов происходит выбор в исходном множестве альтернатив наиболее эффективной

При генерировании допустимого множества альтернатив в работе используется известный метод морфологического анализа, лежащий в основе реализованного на практике алгоритма формирования «Морфоперебор-плюс» Данный алгоритм является составной частью практически всех разработанных в диссертации процедур многокритериального выбора и состоит из трех основных блоков

формирование морфологической таблицы конструктивных или технологических решений объекта с критериями оценки их эффективности,

- формирование вариантов реализации конструктивно - технологических решений объекта, которые определяются как совокупность элементов, включающих по одному варианту от каждой стадии Так, например, для задачи выбора эффективных технологических структур рамы количество допустимых альтернатив в работе равно /V = 34560,

- построение матриц инцидентности (совместимости стадий) Этот этап используется только в случае решения крупноразмерных задач формирования альтернативных вариантов рамы

Для выбора из сформированного допустимого множества альтернатив рациональных вариантов конструктивно-технологических решений рам предлагается использовать дискретные методы векторной оптимизации В частности, для решения задач многокритериального выбора в условиях полного лексикографического упорядочения критериев автором разработана и использована процедура и программно-алгоритмическое ее обеспечение - алгоритм «ПОЛЕКС», для решения задач многокритериального выбора в условиях лексикографического упорядочения групп критериев- алгоритм «ОБОЛЕКС», для решения задач выбора с неупорядоченными (равноценными) критериями - модифицированный алгоритм «Слой - Парето» Указанные дискретные методы сравнительно просты в использовании и эффективны при решении многокритериальных задач выбора

В заключительной части главы проведен анализ имеющихся в различных областях науки алгоритмов многокритериального выбора, включая собственные разработки автора В результате предлагается к использованию блок-схема алгоритма, позволяющая производить выбор процедуры оптимизации для условий конкретной задачи синтеза рамы В данную схему сведена вся информация о предпочтительности различных алгоритмов при тех или иных значениях информационного обеспечения

решаемой задачи В частности в случае, если общее число альтернативных решений составляет нескотько десятков, но не менее трех, в работе рекомендуется к использованию «ручная» процедура, основанная на разработанных алгоритмах «ПОЛЕКС» и «ОБОЛЕКС» При большом числе альтернатив (порядка нескольких сотен, тысяч и более) для решения задач выбора используются указанные алгоритмы в автоматизированном режиме

В третьей главе выполнено обоснование выбора критериев оценки рациональности рамы ГС и расчет рациональности вариантов рамы, с учетом количественных критериев оптимизации Расчет рациональности вариантов рам по некоторым критериям производится с использованием разработанных автором методических приемов Вероятная система критериев качества рамы, сформированная по группам принадлежности, приведена в таб'л 1 Как видно из таблицы, ряд критериев в группах может быть как количественными, так и качественными Количественные критерии вкодят практически во все группы принадлежности

Анализ представленных в табл 1 критериев свидетельствует, что не всегда корректно может выполняться одно го основных требований к системе критериев-неизбыточности При функционально связанных критериях число паретовских альтернатив может недопустимо уменьшится что приводит к потере Парето-оптимальных вариантов

Таблица У

Группы припай шкпости Критерии лрфективности конструктивного облика и технологии изготовления раны по группаи принадчежности

] Прочностные К/ - рациональность конструкции по напряженною состоянию

Кг - запас прочности конструкции рамы

К1 - жесткость конструкции райы

2 Надежностные К4 - до чговечность конструкции

К$ - выносливость конструкции

К/, - сопротивлениеустачости материала конструкции

К7 - живучесть конструкции

К1 - ресурс рамы

Кг- коррозионная стойкость рамы (критерий можно отнести к группе технологических критериев)

К/а - ремонтопригодность рамы

К! 1 - степень в 1ияния на дочговечность конструкции реализованной техно чогической стадии

К/2- степень влияния на выносчивость конструкции реализованной техно югическои стадии

Кц-ресурс покрытия

3 Конструктивные К14 — иетагчое чкость конструкции

Кц - коэффициент счожности конструкции римы

4 Техно югические К к - техночогичность изготов;ения (ГОСТ 14 205 - 83)

5 Экономические Кц - себестоимость изготовченИя

К/3 - уровень конкурентоспособности рамы

Кц - удельное мергопотребчение

6 Эко ¡одические Кщ - степень зашиты окружающей среды

В целом, система критериев табл 1 включает в полном объеме все критерии, характеризующие конструктивно- технологические решения рамы и отвечающие в некоторой степени требованиям пошеты, неизбыточности, информативности и др Данные табл 1, путем обобщения, были экспергно трансформированы в табл 2 и 3,

соответственно для решения задач выбора наиболее эффективных конструктивных решений рамы и технологии ее изготовления

Таблица 2

№ п/п Критерии эффективности конструктивного облики рамы

1 К1 - себестоимость изготовления рамы, тыс руб

2 К2 — запас прочности конструкции рамы, опт ед

3 К} —рациональность коиструтрш по напряженному состоянию, ранг

4 К4—жесткость конструкции раны мм

5 К!-ресурс (линейно коррелирует сК^, ранг

б Кб - выносливость конструкции (линейно коррелирует с К$), тыс км

7 К7-метапчоемкость конструкции, кг

8 К> - коэффициент сложности конструкции рамы, ранг

9 К»— ремонтопригодность рамы, ранг

10 Кщ - технологичность (см ГОСТ 14 205 - 83) изготовления, ранг

Таблица 3

№ п/п Критерии эффективности технологии изготовлении рамы

1 К1- себестоимость реализации стадии, тыс руб

2 Кг — коррозионная стойкость, ранг

3 Кг- энергопотребление на реализацию стадии, кет час

4 К4— степень влияния па долговечность конструкции реализованной технологической стадии, ранг

5 Кг- степень влияния на выносливость конструкции реализованной технологической стадии, ранг

6 Кц- ремонтопригодность, ранг

7 Кг- экологичность реализации технологической стадии, ранг

8 Кг- ресурс, ранг

При формировании данного множества критериев табл 2 и 3 для ряда решаемых задач многокритериального выбора было проведено его лексикографическое упорядочение, заключающееся в разбиении критериев по группам значимости В результате были выделены три группы критериев для двух групп решаемых многокритериальных задач, применительно к сборке на ОАО «ТМЗ» автобуса «Московит» Указанные группы критериев эффективности рамы приводятся в табл 4 и 5

Представленные в табл 2 и 3 системы критериев включают в себя около 5-6 качественных (не метрических) критериев, получение оценок по которым не представляет каких - либо методических трудностей Оценки по таким критериям получены экспертным путем по ранговой или бальной шкалам Для достоверного формирования приведенного множества качественных критериев и в дальнейшем, оценок альтернативных вариантов по этим сформированным критериям, в работе обоснован количественный состав экспертной группы

Для получения количественных (метрических) оценок альтернативных вариантов рамы по критериям «прочность», «жесткость» и «металлоемкость» были выполнены расчеты НДС вариантов конструкций средней секции передней рамы

Варианты Критерии

упорядочения К, К2 К, К4 К, Kt К, К, К, К/о

критериев по

уровням

значимости

I 1 1 2 1 2 2 3 3 2 3

II 1 1 3 1 2 2 2 3 3 2

III 1 2 3 2 1 1 1 2 3 3

Таблица 5

Варианты Критерии

упорядочения к, К2 к, Kt К, к6 к7 К,

критериев по

уровням

значимости

I 1 1 1 2 2 3 3 2

II 1 2 1 2 2 3 3 1

III 2 1 1 2 2 1 3 3

Данная секция была выбрана в связи с тем, что именно в ней возникает максимальный изгибающий момент в результате действия внешних нагрузок При расчете прочностных характеристик использовался метод конечных элементов (МКЭ) В данной работе для построения моделей конструктивных вариантов рамы использовалась универсальная программа пре- и постпроцессорной обработки данных для конечно - элементных программных комплексов FEMAP (Finite Element Modeling And Postprocessing), версия 7 0 Для выполнения расчетов НДС использован программный комплекс MSC NASTRAN (NAsa STRuctural ANalysis), версия 70 5 Полученные результаты содержат полную информацию о НДС конструкции, а также о ее весовых характеристиках

При расчетах НДС было рассмотрено четыре альтернативных варианта решений для одинаково расположенных и одинаково нагруженных конструкций средней секции передней рамы автобуса «Московит» (рис 6)

Вариант 1. Базовая конструкция- аналог рамы автобуса «Икарус-435» (рис 6а) Рама представляет собой пространственную стержневую конструкцию Поперечные сечения стержней панелей - прямоугольная труба размером 60 х 40 мм с толщиной стенок 3 мм, поперечные сечения стержней шпангоутов - квадратная труба размером 40 мм с толщиной стенок 3 мм

Вариант 2. Аналог рамы автобуса «НефАЗ-5209» (рис 66) В конструкции рамы силовые элементы представлены в виде швеллерных балок и включают в себя два боковых лонжерона и две поперечные балки

Вариант 3. Модернизованная рама — аналог рамы пассажирского автобуса «VOLVO - В12В» (рис 6в) Конструкция в основном аналогична варианту 1 Отличие заключается лишь в том, что в левой и правой панелях уменьшено количество подкосов Взамен этого соединения стержни усилены косынками в виде приваренных пластин

Вариант 4. Аналог рамы пассажирского автобуса «ЗИЛ - 32501» (рис 6г) представляет собой плоскую рамную конструкцию, состоящую из двух лонжеронов и четырех поперечных балок В наиболее нагруженной передней части лонжероны усилены дополнительными швеллерными профилями

При расчетах эффективности альтернативных вариантов рамы по трем (из пяти) количественным критериям («прочность», «жесткость» и «выносливость») были приняты следующие допущения и использованы исходные данные

- нагружение рамы считается квазистатическим - рама находится в равновесии при действии динамических нагрузок (допущение является общепринятым в отрасли при расчетах прочностных характеристик рам ТС),

- в работе рассматривается не вся рама автобуса, а только ее нагруженная вторая (средняя) часть, в которой возникает наибольший изгибающий момент и которая является отдельной секцией при сборке, габаритные размеры этой секции одинаковы во всех вариантах,

- поперечные сечения элементов конструкций (стержней и балок) изменяются в зависимости от сорта стали следующим образом Для вариантов, построенных на базе рам автобусов «ЗИЛ - 32501» и «НефАЗ - 5209», размеры поперечных сечений швеллерных балок выбираются из условия обеспечения необходимой прочности

(7р < <7don - величина допустимого напряжения Для вариантов, построенных на базе

рам автобусов «Икарус -435» и «VOLVO -В12В» при использовании Ст 20 толщина стенок стержней принята равной 3 мм При использовании остальных трех сортов стали толщина стенок равна 2 мм (заметим, что стали 09Г2С и ЗОХГСА могут обеспечить необходимую прочность и при меньшей толщине стенок стержней, однако это нецелесообразно из технологических соображений),

- распределенная нагрузка изменяется линейно от 2350 кГ/м на заднем сечении секции до 1770 кГ/м на переднем сечении, с учетом коэффициента динамической нагруженности Кд равной 1,6

Для всех четырех альтернативных вариантов конструкций и для всех силовых элементов были получены распределения напряжений, перемещений, внутренних усилий и моментов На рис 7 приводится распределение максимальных напряжений в стержневых элементах, полученное для первого варианта рамы - базовая схема А; В диссертации приведены результаты расчетов альтернативных вариантов рам для критериев эффективности максимальное напряжение, возникающее в стержневых элементах рамы), К4 (максимальные перемещения характеризующие жесткость рамы) и (суммарный вес средней секции рамы), табл 6

Расчеты величин 16 альтернативных вариантов рам по критерию К6 («выносливость») проведены по методике Когаева В П, основанной на корректированной линейной гипотезе суммирования усталостных повреждений Проведена приближенная оценка выносливости базовой рамы автобуса «Московит» выполненной из Ст 20, Ст45, 09Г2С и ЗОХГСА, характеристики сопротивления усталости которых (f, Ra, cr_|( N(, и m) были взяты из справочной литературы При

расчетах были учтены пределы выносливости деталей натурных размеров (ст., )д путем введения поправочных коэффициентов В работе представлены амплитуды <тп1, полученные в результате полигонных испытаний рамы автобуса «Московит», выполненной из материала Ст 20

Рис 6. Альтернативные варианты силовой схемы второй (средней) секции передней рамы

Рис. 7. Эпюры максимальных напряжений в стержневых элементах рамы

4 чьтернат варианты ртишщции раны Оценки (иьтернатив по группе из 5 количественных и 5 1 качественных критериев

л,, ггыс 1'1 о А;, on п еО (кГ 51 V Kj, мм К. тыс км К, кг К, К,

4 ,(варианг 1 из Ст 20) 17 6 2 96 (21,1) 3 5 8 10 377, 9 199 9 3 2 10

4 А вариант 2 из Ст 20) 13,6 261 (24 0) ■ 47 1 12 ~0 1 154, 7 1 6 2

Л ^вариант 3 из Ст 20) 17 5 2 87 (21,8) 4 10,9 11 0 24 9 198, 6 4 14 14

/Ь(в1риант4 из Ст 20) 19,6 2 5 (25 0) 2 37 6 13 -0 1 221 S 2 10 6

4,( вариант 1 из Ст 45) 176 2,62 (30 5) 3 8 57 8 234 8 171 0 3 3 11

/(„(вариант 2 из Ст 45) 14 0 2 54 (31 5) 1 67,0 9 -0, 1 135 2 1 7 3

Ывариант 3 из Ст 45) 17,8 2 87 (27 9) 4 12 2 7 42 172 2 4 15 15

4Я(, вариант 4 из Ст 45) 20 6 2 54 (31 5) 2 45 0 9 -0 1 197, 9 2 11 7

Л9(вариант 1 из 09Г2С) 17,1 3,36 (30 5) 3 8 57 4 251 09 171 0 3 1 9

А, «(вариант 2 из09Г2С) 120 2,5: (40 5) 1 90,1 6 ~0 1 119 5 1 5 1

4и(вариант 3 из 09Г2С) 172 3 68 (27 9) 4 12,2 3 165 6 172 2 4 13 13

А вариант 4 из 09Г2С) 18 2 2,53 (40,6) 2 75,2 6 -0 1 182, 1 2 9 5

/(/[(вариант 1 из ЗОХГСА) 24,6 9 59 (30,5) 3 8 57 2 оо 171 0 3 4 12

4 вариант 2 из ЗОХГСА) 164 2 57 (114,5) 1 230 5 -0, 1 114, 0 1 8 4

Аг!(вариант 3 из 30ХГС4) 24 8 10 49 (27 9) 4 12,2 1 482 5 172, 2 4 16 16

4 ,й(вариант 4 ! из ЗОХГСА) 18 3 2 5? (116 0) 2 ISO 5 К 116 о 2 12 8

Дчя альтернативных вариантов рамы автобуса «Московит», выполненных из материалов Ст45, 09Г2С и ЗОХГСА, для которых жесткость в полтора раза меньше жесткости базовой модели, амплитуды сгт взяты увеличенными приблизительно в I 5 раза Для опредечения выносчивости, суммирование амплитуд <тш произведено при условии ат > 0,5(сг_1)д Как показывают результаты расчетов, данное обстоятельство справедливо только для рам, изготовленных из Сг 20, Ст 45 и 09Г2С В итоге почучены величины выносливости и коэффициент / для базовой рамы автобуса «Московит» Аналогичные результаты были получены и для рамы аналога «VOLVO - В12В»

Дчя аналогов рам автобусов ЗИЛ 32501 и НефАЗ-5299, обладающих меньшей жесткостью, чем рама автобуса «Московит», расчеты показывают, что величина выносчивости и\ близка к нулю Таким образом, проведенные расчеты альтернашвных вариантов конструкций рамы по критерию выносчивости К6 позволили допочнить итоговую табл 6 В згой таблице также приведены результаты расчетов вечичин 16 альтернативных вариантов рам по критерию Kt «себестоимость» и ранговые

экспертные оценки эффективности альтернатив по группе из 5 качественных критериев - К}, К5, Кц, К9 и К,д

Таким образом, в настоящей главе подготовлена базовая таблица, позволяющая решать многокритериальные задачи выбора наиболее эффективных альтернативных вариантов конструктивного облика рамы

В четвертой главе приводятся результаты решения прикладных задач формирования и выбора эффективных вариантов конструктивно-технологических решений рамы НС на примере рамы автобуса «Московит» производства ОАО «ТМЗ» В частности, решены оптимизационные задачи выбора эффективной технологии сборки и эффективной конструкции рамы пассажирского автобуса

Этап информационного обеспечения решаемой задачи выбора эффективных вариантов технологических структур рамы, согласно разработанным в гл 2 диссертации процедурам, включает, прежде всего составление матрицы ранговых критериальных оценок альтернатив по стадиям реализации технологии структуры объекта (табл, 7)

Таблица 7

№ стадии Варианты реализации технологических стадий производства Крите, рим и их ранговые оценки

К, Кг Кз К4 Ks Кв Кг Ks

1 Рек KpOV шготовок 1 / Фрезерование 4 4 I I

I 2 Распиловка ручная 4 1 2 2

I J Распичовка механическая 1 2 3 3

! 4 Раскрой механической пилой 2 2 1 1

1 5 Комбинация 11 + 14 3 3 1 1

2 Снятие заусенцев 2 1 Вручную 2 ] 1

2 2 Механизировано 1 2 2

3 Сборка под сварку 3 1В приспособлении 2 1 1

3 2 Без приспособчення 1 2 2

4 Контроль сборки 4 1 Сплошной 100% 2 I 1

4 2 Выборочный (5 - 25%) 1 2 2

5 Прихватка элементов 5 / Отсутствие прихватки ! 1 3 3 1

5 2 Прихватка 50% элементов 2 2 2 2 2

5 3 Прихватка 100% эчементов 3 3 1 1 3

6 Сварка конструкции 6 1 Аргонодуговая 6 1 4 1 1 2 1

6 2 Аргонодуговая под аоеч фчюса 5 2 1 2 2 1 2

б 3 Дуговая сварка погруженной дугой 3 4 \ 3 4 3 3

6 4 Эч дуговая без защиты 1 5 3 4 5 4 4

б 5 Г'ловая сварка 2 6 5 5 6 4 5

6 б Эч дуговая по<) угчекисчыи газом 4 3 4 3 3 2 3

7 Зачистка швов 7 I Вручную 2 1 1

7 2 Механизировано 1 2 2

8 Нанесен антикоррозионного покрытия 81 Цинкование с обработкой Мовилеч 4 1 4 1 1 3 4 1

82 Фосфатирование с обработкой Мовилеч 3 2 3 2 2 3 3 2

83 Окраска I 4 1 4 4 i 1 3

8 4 Окраска с обработкой Мовилем 2 3 2 3 3 2 2 2

Матрица этих оценок сформирована на ба5е табт 3, чорфотаблнцы и экспертных ранговых оценок альтернатив по 8 качественным критериям эффективности В указанной матрице варианты альтернатив включают в себя массив из 5760 (5 x2 x2x2x3 x 6x2x4) вариантов техночогни изготовления

Анализ перечня альтернатив по технологическим стадиям сборки рамы показывает, что некоторые из них не могут быть реализованы сегодня в условиях производства ОАО «ТМЗ» Это альтернативы 1 2, 1 3 и 1 4 , 5 1, 6 2, 6 3, 6 4, 6 5 В 3 и 8 4В результате такого «сужения» множества альтернатив исходная матрица оценок была трансформирована в матрицу из 256 (2 х2х2\2х2х2\2\2) альтернативных вариантов решений технологических структур рамы НС, что намного упрощает задач\ формирования и выбора В данном конкретном случае иснользована процедура основанная на алгоритмах «ОБОЛЕКС» и «Парето-расспоение» Па заключшечьных этапах решения задач выбора для реального производства ОАО <*ТМЗ» рационально использование, так называемых, «ручных» пексико1рафических методов

Все изложенное касается многокритериального выбора эффективных в реализации структур технологических стадий для второй постановки затачи формирования Напротив, для первой постановки задачи формирования производится генерирование всего допустимого множества альтернатив объекта в цепом В этом спучае допустимое множество альтернатив обозримо ЛПР и ему остается только произвести процедуру выбора В диссертации задача процедурно решаекя с использованием алгоритма «ПОЛЕКС» Согласно этой процедуре, экспертами были сгенерированы 8 альтернативных вариантов А/, А2, Аз и т д до Ац решений технологических структур объекта Указанные альтернативы сформированы из отдельных последовательных стадий технологического процесса так что в каждую альтернативу может входить только один представитель из каждой обозначенной в морфотаблице (табл 1) стадий В результате сформированные экспертами альтернативы содержат следующие решения по стадиям табл 8

Тиб ищи 8

Альтернатива Последовате /ыюсть стадий сиьтернашивных вариантов технологических структур процесса сборни рамы

А, 15 + 2 2 +■ 3 1 -г 4 2 + 5 3 + 6 6 + 7 2 ч- 8 2

А; 15 + 22 + 31 + 42* 53 - 66 + 72+81

Л, 11 -г 2 2 + 3 1 т 4 2 + 5 3 + 6 6 ^ 7 2 <■ 8 2

а4 11 +22 + 31 +42 + 53 < 6 6 + 72 + 8 1

15* 22 + 3 1 + 42 + 5 3 - 61 + 72*82

А, 1 5 + 22 + 3 1 + 42 + 53 + 61 * 72+81

А, 15 1-22 + 31+41 т 5 3 + 6 бт ^2*81

А, 15 + 22+31 + 41 1- 5 3 + 6 6 ^ 7 2 * 82

Ранговые оценки экспертно сгенерированных альтернатив технологических структур рамы по каждому из перечисленных выше 8 критериям приведены в табл 9

В результате решения задачи выбора с использованием алгоритма «ПОЛЕКС» бы I выбран единственно эффективный вариант - альтернатива А2 Учитывая что слишком «жесткое» требование упорядочения критериев по степени важности затрудняет на практике применение алгоритма «ПОЛЕКС», параллепьно, при решении задачи выбора был использован алгоритм «ОБОЛЕКС» Пример упорядочения кршериев и ранговые оценки по этим критериям для различных альтернативных вариантов реализации структур рамы приведен в табл 10

Ачьте Ранги, критерии

рни 1 2 } 4 5 6 7 8

тивы К, К; к1 к< к6 К, к»

объек

та

А, 1 7 1 5 5 1 ] 5

А, 2 3 2 4 4 3 2 4

А., 7 5 5 5 5 5 6 5

А, 8 3 6 3 2 7 7 3

Л, 5 2 4 7 7 2 3 1

А( 6 1 7 1 1 6 6 1

А, 4 4 4 2 3 8 5 3

А, 3 6 з 6 6 4 4 6

Таблица Ю

Критерии Варианты упорядочения критериев Оценки эффективности альтернативных вариантов реализации объекта

I ¡1 III А, А, А3 А, А, А, А, А,

к, 1 1 2 1 2 1 8 5 6 4 3

/Г, 1 2 1 7 3 5 3 г 1 4 6

к, 1 1 1 1 2 5 6 4 7 4 3

к, 2 2 2 5 4 5 3 7 1 2 6

к, 2 2 2 5 4 5 2 7 1 3 6

Кб 3 3 1 1 3 5 7 2 6 8 4

к, 3 3 3 1 2 6 7 3 6 5 4

К, 2 1 3 5 4 5 3 2 1 3 6

В резутьтате решения задачи выбора в «ручном» режиме, для первого варианта ранжирования критериев найдена эффективная альтернатива технологической структуры рамы -/1б(табт 7 и 8) Проведение процедур выбора для второго и третьего вариантов ранжирования критериев дало следующие резутьтаты 11 вариант -альтернатива А6, III вариант - альтернативы А, А2н А6 В целом, альтернатива А6 для трех вариантов ранжирований оказалась наиболее предпочтительной, что дает основание ЛПР реализовать в условиях ОАО «ТМЗ» сборку рам по технологической схеме альтернативы А6 Сравнивая существующую (базовую) технологическую структуру производства рамы НС с полученной в результате многокритериальной оптимизации, замечаем некоторые принципиальные оттичия в их реализации по основным стадиям Эти дает основание рекомендовать при производстве рам НС замену этектродуговой сварки под С02 на аргонодуговую, а антикоррозионное покрытие с испочьзованием фосфатирования на цинкование

Решение задачи выбора наиболее эффективной конструкции рамы автобуса, согласно разработанной процедуре на базе алгоритма «ОЬОЛЕКС», производится с использованием ранговой (качественной) шкалы Для этого количественные (метрические) шкалы измерений альтернатив по пяти рассчитанным выше критериям табл 6 трансформированы в качественные (неметрические) - в виде рангов

При выполнении оптимизационных расчетов в первую очередь изменяпись группы предпочтения, котичество критериев в самих группах с учетом «сужения»

паретовских альтернатив на конечном Э1апе выбора Для указанных условий расчетов в табл 11, сформированной на базе табл 4, приведены сводные результаты выбора наиболее эффективных альтернатив конструктивного облика рамы автобуса «Московии»

Таблица 11

1° варианта гр 1 пны критерии Результат выбора

К, | А", | А, | К4 \ К, [ К, | А", | К, | А", |А,„

/руппы предпочтения

1 1 ' 1 2 I 2 2 3 3 2 3 Ли,

II / / 3 1 1 2 3 3 2 А,иАщ

III / 2 3 2 . ' 1 1 2 3 3 А^иАщ

Анализ приведенных в этой [аблице результатов выбора показывает, что используемый алгоритм «ОБОЛЕКС» в одном из трех наиболее приоритетных вариантах ранжирований ЛПР позволяет качественно решить задачу, т е получить практически единственное решение по выбору эффективной альтернативы (альтернатива Ащ) Во втором и третьем, менее приоритетных вариантах ранжирований эффективными вариантами являются альтернативы А9 и А,0 Для вариантов выбора, включающих две эффективные альтернативы, возможно использование эвристик (увеличение групп предпочтения варьирование числом критериев в группах и тд) или алгоритма «сужения» эффективных вариантов (алгоритм «Слой - парето»)

В то же время, на практике существует ограничение на величину перемещения ситовых элементов конструкции рамы в вертикальной плоскости (прогиба) Прогиб исстедуемого фрагмента средней секции рамы объективно характеризуется критерием жесткости К4 По рекомендации ряда проектных и НИИ отрасли эта величина перемещения не должна превышать 3,0 - 5,0 см С учетом этих рекомендаций были проведены расчеты по выбору эффективных вариантов рамы с ограничениями количества выбираемых вариантов по критерию «жесткость» В результате, в конкурсном отборе по трем группам предпочтения участвуют 10 альтернатив вместо первоначатьных 16 (альтернативы А¡, А2, А3, А<, А ¡, А?, /1», А% Ац и А и) Аналогично при введении ограничения на перемещение до 3 см, количество альтернатив было еще уменьшено и в конкурсном отборе наиболее эффективных вариантов решений участвовало семь альтернатив Опенки по ним приведены в табл 12 (жирный наклонный шрифт)

Таблица 12

критерии Ромовые оценки эффективности а,1ьтернативнм\ вариантов решения рамы аатобх'са кМосковит»

Л, А, А, А, А, А7 4. А, Ац А,з

к, 6 2 6 8 б 6 9 5 5 10

К, 4 2 3 1 2 3 1 5 6 7

к, 3 1 4 _ 2 3 4 2 3 4 3

к, 1 7 3 5 2 4 6 2 4 2

А, 10 12 П 13 Я 7 9 4 3 2

А", 6 8 * 8 4 7 8 2 5 1

К, 11 5 10 12 6 7 9 6 7 6

К, 3 1 4 2 3 4 2 3 4 3

К, 2 6 14 10 3 15 11 1 13 4

Кц> 10 2 14 б 11 15 7 9 13 12

Результаты выбора в автоматизированном режиме эффективной альтернативы для трех вариантов ранжирования групп критериев и ограничении на величину прогиба (3 и 5 см), показали одну единственную альтернативу Л9

Для получения более достоверных результатов, параллельно с алгоритмом «ОБОЛЕКС», был использован алгоритм «ПОЛЕКС» В данном конкретном случае экспертами произведено лексикографическое упорядочение критериев по степени предпочтения следующим образом К, > К2 >К4 > К5 > К6> К3> К7> К9> К,ц На базе оценок трансформированной в неметрических шкалах табл 7 была составлена матрица бинарных отношений В результате, для принятого экспертным методом варианта упорядочения, наиболее эффективной альтернативой является также Аг> Менее эффективной по значимости, но более значимой для остальных 5 альтернатив можно считать альтернативу А5

Таким образом, как показывает анализ результатов решения задачи двумя разработанными процедурами, практически для всех условий ее решения наилучшей являются альтернатива, реализованная по конструктивной схеме автобуса «Икарус» -А9 (базовая рама из стали 09Г2С) В то же время, при дефиците конструкционных материалов наиболее эффективной альтернативой может быть А(базовая рама, изго явленная из стали Ст 45)

Результаты многокритериального выбора оптимального в некотором смысле конструктивного облика рамы легли в основу при организации производства рам НС автобусов «Московит» Получен большой организационный и экономический эффекты Как минимум на 10 - 15% сокращено временя на процедуру принятия решения при выборе оптимальной конструкции рамы Экономия финансовых ресурсов в течение года составляет примерно 2,5 - 3,0 млн рублей за счет сокращения затрат на сырье и материалы, сокращения ФОТ (использование более прогрессивных технологических и управленческих решений) и ряда других мер

В данной паве приводится классификация усталостных испытаний несущих конструкций ТС, схема ускоренных ресурсных испытаний выбранного фрагмента рамы и блочная программа нагружения конструкции фрагмента рамы автобуса «Московит» Стендовые усталостные испытания фрагмента рамы проведены на базе существующего стенда в ОАО «ТМЗ» по специальной блочной программе нагружения основанной на результатах расчетов динамических параметров движения автобуса по дорожному полотну и результатам ходовых испытаний экипажей аналогичного типа на треках испытательного полигона Приведено сравнение результатов испытаний по блочной программе и при случайном нагружении ГГочучены коэффициенты эквивалентности усталостной долговечности для стендовых испытаний по блочной программе Установлено, что сопротивление усталости рамы автобуса совпадает с расчетной оценкой и отвечает требованиям, предъявляемым к надежности рамы

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1 Анализ литературных источников, касающихся существа вопроса, показывает большое разнообразие решенных прикладных задач оптимизации основных проектных технологических, конструктивных и пр характеристик рам ТС широкого назначения Это, прежде всего, рамы автомобилей, тракторов, сельскохо5яиственной техники и др Основными критериями качества рамы являются прочноегь, надежность долговечность, жесткость, металлоемкость, коррозионная устойчивость, технологичность изготовления, себестоимость и ряд др В имеющихся работах, как правило, рациональность тех или иных решений по рамам ТС определяется расчетным

путем по одному критерию или по «свертке» групп критериев к одному обобщенному В результате выбора рамы ТС получается квазиоптимальный вариант конструктивного или технологическою его решения При этом используемые критерии в абсолютном большинстве случаев, являются количественными (метрическими), измеряемыми в количественных шкалах, получение оценок по которым не представляет каких-либо методических трудностей Использование качественных (неметрических) критериев при выборе рационачьности вариантов рам ТС по итогам проведенного анализа практически не обнаружено

2 Учитывая специфику рамы ТС показано, что при формировании допустимою множества вариантов конструктивно- технологических решений рамы, рациональным является использование морфоанализа (при более 100 возможных альтернативах) или эвристического (не более 20 - 30 альтернатив) методов формирования Эвристический метод формирования является наиболее перспективным при использовании информационных техноло1ий Из существующих методов многокритериального выбора наиболее предпочтительными являются классический Парето-выбор методы обобщенной и по иной лексикографии, при и\ дальнейшей модификации Указанные методы недоступны для внедрения в инженерную практику при создании несущих систем ТС Решение этой проблемы в значительной степени выполнена в данной диссертации

3 Создана схема алгоритма выбора, в которую сведена вся информация о предпочтительности алгоритмов, при их различном информационном обеспечении В случае, если критерии равнозначны, предлагается к использованию Парето-выбор совместно с процедурой «сужения» альтернатив за счет выделения паретовских «слоев» Если выбор производится в пространстве нескольких десятков альтернатив, можно воспользоваться алгоритмами и разработанным для некоторых из них программным обеспечением, реализующими дискретные методы многокритериальной оптимизации

4 Разработаны методическое и программно-алгоритмическое обеспечение задач выбора рациональных вариантов конструктивно-технологических решений рам ТС на стадии проектирования, необходимые для повышения качества и сокращения сроков принятия решений, созданы

методическое и программно-алгоритмическое обеспечение задач формирования допустимого множества альтернатив объекта (алгоритм «Морфопространство - плюс») После формирования всего допустимого множества альтернатив решается многокритериальная задача выбора, как логическое завершение задачи формирования в первой постановке,

методическое и программно-алгоритмическое обеспечение задач многокритериального выбора наиболее эффективной альтернативы - алгоритм «ПОЛЕКС», основанный на методе полной тексикографии Суть метода заключается в сравнении альтернатив с использованием матрицы их оценок по сформированной группе критериев На основе матрицы оценок, по результатам попарных сравнений альтернатив, составляется матрица бинарных отношений вариантов решения,

- методическое, процедурное и программно-алгоритмическое обеспечение задач многокритериального выбора наибопее эффективной альтернативы - алгоритм «ОБОЛЕКС», основанный на методе обобщенной лексикографии, обеспечивающий потрупповой выбор наиболее эффективного варианта из множества допустимых При этом используется метод Парего при условии, что внутри труппы нет критериев из которых один абсолютно предпочтительнее другого

С испспьзованием предпочтений экспертов к группам критериев, сформирована система критериев оценки эффективности по группам принадлежности, а также система критериев по уровням значимости при решении задач выбора конструктивного облика рамы Количество критериев в группе было принято равным 10

5 Для определения динамической нагруженности рамы построена расчетная схема двухсекционного трехосного экипажа, как система твердых тел с упругими связями, и математическая модель движения экипажа по дорожному полотну с произвольными неровностями Выполнено решение системы дифференциальных уравнений движения для случая ступенчатого профиля дорожного полотна Получен закон движения секций автобуса на временном промежутке 5 с и построены кривые перемещений, скоростей и ускорений рамы автобуса как жесткого тела, в точках крепления подвески Получены следующие величины усилий в упругих элементах подвески действующие на раму автобуса в 3-х точках Rt = 45800 Н, Rs = 46350 Н и Rc = 45010 Н При этом коэффициент вертикальной динамической нагруженности рамы равен 1 6 Динамические характеристики использованы при расчетах НДС рамы и планировании стендовых испытаний рамы автобуса

6 Решена задача многокритериааьного выбора конструктивно-1ечнологического варианта рамы автобуса «Московит» Рассмотрено производство рамы при сформированной системе из восьми критериев эффективности и альтернативных вариантах реализации стадий от трех до пяти Общее количество допустимых вариантов реализации производства рамы оказалось равным 5760 для реальных условий производства- 256 Принято решение реализовать при изготовлении рам в ОАО «7МЗ» следующие рекомендации на первой стадии при раскрое материала использовать комбинации фрезерования, на второй - механизированное снятие заусениц, на третьей- сборка рамы в приспособлении, на четвертой - выборочный контроль сборки на пятой- 100% прихватка элементов рамы, на шестой -аргонодуговая электросварка на седьмой- механическая зачистка швов и на восьмой -цинкование собранной рамы Рекомендовано заменить применяемую в заводских условиях электродуговую сварку рам под упекислым газом на аргонодуговую

7 Для оценки НДС вариантов рамы разработана методика расчета с использованием конечно-элементного комплекса MSC Nastran 2004 Выделение фрагмеша конструкции с высоким НДС осуществляется с помощью предложенной в работе упрощенной методики, основанной на балочной схеме Пространственная расчетная модель выделенного фра! мента секши рамы построена с испочьзованием гибких стержневых и птастинчатых конечных элементов Дтя основного варианта моле ib содержит 3062 элемента и 2944 узтд Запас прочности, coi таено расчетам, составляет 2 61 Указанная упрощенная методика позволила учесть взаимодеиствие рассматриваемого фрагмента рамы с сопряженными частями конструкции Критерии оценки НДС рамы рассчитывались для четырех наиболее характерных конструкций рам автобусов и четырех марок сталей Подготовлена матрица многокритериального выбора наиболее рациональной рамы из 16 альтернатив

8 Альтернативами к исследованию конструкции рам в решаемых задачах принимались аналоги рам автобусов «Икарус-435» «ЗИЛ-32501», «НефАЗ-5299» и «Volvo В12В» Конструкционными материалами являлись стали Ст 20, Ст 45, 09Г2С и 30ХГСА Наиболее эффективными оказались рамы, изготовленные по схеме рамы автобуса «Икарус - 435», из стали 09Г2С , Ст 20 и Ст45 В итоге выбран аналог данной рамы, изготовленный из стали Ст 20

9 Выполнено тензометрическое исследование НС автобуса «Московт» при его движении по городскому маршруту Получены нагрузочные режимы, позвотягощие оценить вероятность появления каждой амтитуды напряжений и ишенсивность накопления усталостных напряжений Это позволило оценить величины трещиностойкости для 16 альтернативных вариантов рам (четырех конструкции рам при четырех конструкционных материалах) Проведены стендовые усталостные испытания рамы автобуса по специальной блочной программе нагружения основанной на результатах расчетов динамических параметров движения автобуса и результатах ходовых испытаний экипажей аналогичного типа на испытательном полигоне Приведено сравнение результатов испытаний по блочной программе и случайного нагружения Сделаны выводы об удовлетворительной усталостной прочности выбранной рамы автобуса «Московит»

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ

1 Фараджев Ф А , Г оджаев 3 А , Сычев Ю К Некоторые процедуры выбора эффективной технологии производства рамы несущей системы автотранспортного средства М, 2005 -28 с - Рукопись представлена Федеральным исследовательским испытательным центром машиностроения Деп в ВИНИТИ 05 12 05 , № 1592 - В 2005

2 Годжаев 3 А , Сергеев В Н , Фараджев Ф А Оценка и расчет эффективности альтернативных вариантов рамы несущей системы мобильной машины «Тракторы и сетьскохозяйственные машины» № 2, М, 2006 -с 15-20

3 Годжаев ЗА, Сергеев ВН Фараджев ФА Многокритериальный выбор эффективной конструкции рамы, «Тракторы и сельскохозяйственные машины» , № 3 М 2006 - с 20 - 25

4 Фараджев Ф А Выбор эффективных технологических структур сборки рамы автотранспортного средства (на примере рамы автобуса «Московит») «Вестник машиностроения», № 8 , М , 2006 - с 47-54

5 Фараджев Ф А , Годжаев 3 А , Тютюнников Н П Исследование и расчет прочностных критериев качества рамы автобуса «Московит» Тезисы докладов па международной научной конференции «Надежность и долговечность механизмов этементов конструкций и биомеханических систем», г Севастополь, Сев НТУ, 2006г, с 12-16

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. Аналитический обзор работ по оптимизации конструктивно - технологических и проектных решений рам транспортных средств.

1.1. Обзор работ по методам расчета и оптимизации основных прочностных характеристик рам транспортных средств.

1.2. Обзор работ по методам расчета и оптимизации основных надежностных характеристик рам транспортных средств.

1.3. Обзор работ по обоснованию основных конструктивно-технологических решений рам транспортных средств.

1.4. Общая постановка задачи оптимизации конструктивно-технологических решений рам транспортных средств.

Выводы к главе 1.

ГЛАВА 2. Математическая модель нагружения и методика многокритериального выбора рациональных конструктивно-технологических решений рам транспортных средств.

2.1. Описание объекта и математическая модель нагружения автобуса при движении по дорожному полотну.

2.2. Методика многокритериального выбора рациональных конструктивно-технологических решений рам транспортных средств.

2.3. Процедура выбора алгоритма оптимизации в зависимости от информационного обеспечения задачи

Выводы к главе 2.

ГЛАВА 3. Обоснование и расчет вариантов конструктивно - технологических решений рам с учетом различных критериев оптимизации

3.1. Обоснование выбора критериев оценки рациональности рам транспортного средства

3.2. Обоснование и расчет рациональных вариантов рам с учетом количественных критериев оптимизации.

Выводы к главе 3.

ГЛАВА 4. Прикладные задачи формирования и выбора вариантов конструктивно - технологических решений рамы автобуса

Московит».

4.1. Многокритериальный выбор эффективной технологии производства рамы пассажирского автобуса.

4.2. Многокритериальный выбор рациональной конструкции рамы пассажирского автобуса.

4.3.Стендовые усталостные испытания рамы несущей системы автобуса «Московит».

Выводы к главе 4.

Основные результаты работы.

Научно-технический прогресс в производственной сфере предусматривает широкое внедрение эффективных систем принятия решений: от предпроектной проработки и определения технического уровня разрабатываемых и реконструируемых машин и механизмов до их производства. При этом при принятии решений приходится иметь дело с такими большими объемами информации о различных вариантах решений, что их анализ становится задачей, непосильной для лица, принимающего решение (ЛПР). Как показывает практика, при разработке рамы в основном применяются эвристические подходы. При этом наиболее часто встречающейся является ситуация, когда на стадии проектирования разработчик рамы исследует десятки альтернатив, а выбор единственной альтернативы производит интуитивно или конъюнктурно. В результате варианты, не несущие личного вклада исследователя, выпадают из поля зрения и, в частности, на окончательную проработку конструктивно - технологических решений поступает предложение, которое является субъективной, а зачастую и конъюнктурной точкой зрения разработчика.

Из-за неопределенности структуры оптимизируемых объектов, неполноты количественной информации, недостаточной изученности предпочтений и т.д. не всегда удается выбрать единый критерий, однозначно определяющий цель оптимизации. В этих случаях целесообразно применять методы многокритериальной (векторной) оптимизации.

Процессы принятия решения лежат в основе любой целенаправленной деятельности. При создании новой техники они составляют важный этап в проектировании новых машин и механизмов, устройств, приборов, комплексов, в разработке технологии их производства и эксплуатации. В экономике они предшествуют созданию производственных и хозяйственных организаций, обеспечивают их оптимальное функционирование и взаимодействие. В научных исследованиях - позволяют выделить важнейшие научные проблемы, найти способы их изучения и т.д. Оптимальные решения позволяют достигать цели при минимальных затратах трудовых, материальных и сырьевых ресурсов.

Все указанное предопределило необходимость в данной работе рассмотреть существующие методы и процедуры векторной оптимизации и адаптировать их применительно к новому объекту — рамы транспортного средства (на примере пассажирского автобуса «Московит»). Выбор объекта исследования автором работы обусловлен прежде всего тем, что рама автобуса в значительной степени определяют технический уровень и конкурентоспособность транспортных средств в целом.

Выводы к главе 4.

Рама ТС, является сложной конструкцией включающей много подсистем и их элементов, характеризующихся различными конструктивно - технологическими параметрами. Все альтернативные варианты объекта исследований (различные конструктивные решения рамы и технологические структуры ее изготовления) характеризуются :

- специфическими различиями в конструктивном исполнении, материально-техническим обеспечением технологии изготовления, различными технико -экономическими показателями и т.п.;

- неопределенностью структуры изготовления (сборки) объекта, определяемой в первую очередь различными материалами и конструкциям рамы, технологическими стадиями изготовления (сборки) др.;

- большим разнообразием (до 5760 варианта в одном из конкретных случаев) допустимых альтернативных вариантов решений при формировании конструктивного облика рамы и технологии ее изготовления;

- независимостью и для отдельных задач оптимизационного выбора эффективной альтернативы зависимостью критериев эффективности как рамы в целом, так и ее конструктивных элементов и стадий изготовления;

- неполнотой количественной информации о проектируемой раме и, как следствие, неизбежностью использования процедур экспертных оценок;

Все перечисленные специфические особенности проектируемого объекта -рамы автобуса «Московит» - подтвердили правильность выбранной стратегии на разработку и использовании при проектировании методов и процедур векторной оптимизации. В частности:

1. Решены оптимизационные задачи выбора предпочтительных технологических структур рамы автобуса «Московит». При решении этих задач использовались разработанные процедуры, основанные на методах полной и обобщенной лексикографии (алгоритмы «ОБОЛЕКС» и «ПОЛЕКС»), а также на модифицированных методах (алгоритм «Слой - парето»).

2. Для варианта лексикографического упорядочения системы из 10 как количественных (5 критериев), так и качественных критериев, и трех вариантов лексикографического упорядочения групп в той же системе из 10 критериев решалась задача многокритериального выбора рациональной конструкции рамы автобуса «Московит». Допустимое количество альтернатив в решаемых задачах определяется произведением количества принятых к исследованию фрагментов рам (рама базовая по конструктивной схеме пассажирского автобуса «Икарус», рам по конструктивным схемам автобусов ЗИЛ - 32501, НефАЗ - 5299 и Volvo В12В) и количества конструкционных материалов, из которых возможно по мнению экспертов их изготовление, - это Ст. 20, Ст. 45, 09Г2С и ЗОХГСА. То есть всего 16 альтернативных вариантов решений. В результате решения задачи выбора с использованием указанных выше процедур наиболее эффективной оказалась рама, изготовленная по схеме рамы автобуса «Икарус - 435» из конструкционного материала стали 09Г2С, второй по приоритету можно считать раму по той же схеме автобуса «Икарус - 435» из конструкционного материала стали 45. Ввиду относительной дефицитности этих марок стали, что было формализовано при решении задачи введением критерия дефицитности конструкционного материала, была также решена задача выбора наиболее эффективного конструктивного облика рамы. В результате наиболее эффективной оказалась альтернатива, реализованная по схеме рамы автобуса «Икарус» и конструкционного материала - ст. 20.

3. Решенные прикладные задачи многокритериального выбора рациональных конструктивно - технологических решений альтернативных вариантов рамы автобуса «Московит» позволили, в итоге, принять для условий АО «ТМЗ» ряд оптимальных в некотором смысле решений под реконструкцию производства. Это, прежде всего, рекомендована к внедрению новая технологическая схема сборки рамы, включающая в себя замену малоэффективной для рассматриваемого нами конкретного объекта технологии электросварки под С02 более эффективной - аргоно - дуговой; способ нанесения антикоррозионной защиты с использованием фосфотирования рекомендован к замене более эффективным - цинкованием.

4. Выбранная оптимальная конструкция рамы в самом начале организации производства автобусов «Московит» позволила свести на нет ожидаемые неэффективные затраты при сборке рамы от непродуманных и научно необоснованных решений. В то же время в работе, в результате многокритериальных оптимизационных расчетов, расставлены приоритеты при выборе конструкционных материалов рамы. Наиболее эффективной рамой можно считать раму базовую, изготовленную из стали 09Г2С; менее эффективной, но более эффективной чем все остальные - из ст. 45 и только затем ст. 20. С позиции доминирующего критерия дефицитности материала результаты оптимизационного многокритериального выбора показали зеркальный характер предпочтительности выбранных альтернатив, отличающихся марками сталей. Здесь наиболее предпочтительной альтернативой считается базовая, изготовленная из ст. 20, далее из ст. 45 и только потом из стали 09Г2С.

5. Проведены стендовые усталостные испытания рамы автобуса по специальной блочной программе нагружения, основанной на резульатах расчетов динамических параметров движения автобуса по дорожному полотну и результатам ходовых испытаний экипажей аналогичного типа на треках испытательного полигона. Приведено сравнение результатов испытаний по блочной программе нагружения и на основании случайного нагружения. Получены коэффициенты эквивалентности усталостной долговечности для стендовых испытаний по блочной программе. Сделаны выводы по усталостной прочности автобуса.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬ ТА ТЫ РАБО ТЫ.

Эффективность рам ТС в значительной степени зависит от того, насколько оптимально спроектирована их конструкция, выбраны конструктивные параметры и технологические решения по ее изготовлению. Как показывают результаты данной работы, при разработке рам в основном применяются эвристические подходы. При этом наиболее часто встречается ситуация, когда на этапе проектирования разработчик рамы исследует различные альтернативы, а выбор единственного варианта производит интуитивно или конъюнктурно на основе субъективных предпочтений. Это обстоятельство, в свою очередь, приводит к большим неоправданным потерям. Например, при полноценном решении задачи формирования конструктивного облика рамы автобуса «Московит» число альтернативных вариантов решений может доходить до нескольких сот, а иногда и тысяч. В этих случаях необходимо применение многокритериальных методов оптимального выбора, основанных на методологии системного подхода, с применением достоверных математических моделей и компьютерных программ.

В связи с этим было разработано методическое и программно-алгоритмическое обеспечение многокритериальных задач выбора оптимальных конструктивно - технологических решений проектируемых рам ТС, как применительно к простым в реализации задачам (альтернатив не более нескольких десятков), так и к более сложным (альтернатив несколько сот или тысяч). Это позволило решить сравнительно большое количество прикладных задач. Результатом проведенных в настоящей диссертации теоретических и прикладных разработок являются:

1. Проведен аналитический обзор и по его результатам анализ литературных источников, касающихся существа вопроса. Выяснено, имеется достаточно большое разнообразие решенных прикладных задач оптимизации основных проектных, технологических, конструктивных и пр. характеристик рам ТС широкого применения. Это, прежде всего, рамы автомобилей, тракторов, сельскохозяйственной техники и др. Основными критериями оптимизации конструктивного облика и технологии изготовления рамы являются: прочность, надежность, долговечность, жесткость, металлоемкость, коррозионная устойчивость, технологичность изготовления, себестоимость и ряд др. В имеющихся работах, как правило, рациональность тех или иных решений по рамам ТС определяется расчетным путем по одному критерию или по «свертке» групп критериев к одному обобщенному. В результате выбора рамы того или иного ТС получается квазиоптимальиый вариант конструктивного или технологического его решения. При этом используемые критерии, в абсолютном большинстве случаев, являются количественными (метрическими), получение оценок по которым не представляет каких-либо методических трудностей. Использование качественных (неметрических) критериев при выборе рациональных вариантов рам ТС по итогам проведенного анализа практически не обнаружено.

В диссертации решена задача разработки методического и программно -алгоритмического обеспечения многокритериального выбора рациональных альтернатив (вариантов) конструктивного облика и технологии производства рамы ТС в сформированном допустимом множестве альтернатив.

2. Учитывая специфику рамы ТС, в работе показано, что при формировании допустимого множества вариантов реализации конструктивно - технологических решений рамы, рациональным является использование морфоанализа (при более 100 возможных альтернативах) или эвристического формирования (не более 20 - 30 альтернатив). Эвристический метод формирования является наиболее перспективным ввиду использования информационных технологий. Из существующих методов многокритериального выбора наиболее предпочтительными являются классический Парето - выбор, методы обобщенной и полной лексикографии, при их дальнейшей модификации. Указанные методы недоступны для внедрения в инженерную практику при создании несущих систем ТС. Работа по ликвидация этого пробела в значительной степени выполнена в диссертации.

3. Создана схема алгоритма выбора, в которую сведена вся информация о предпочтительности различных алгоритмов при том или ином информационном обеспечении прикладной задачи. В случае, если критерии равнозначны, предлагается к использованию Парето - выбор совместно с процедурой «сужения» альтернатив за счет выделения паретовских «слоев». Если выбор производится в пространстве нескольких десятков альтернатив, можно воспользоваться алгоритмами и разработанным для некоторых из них программным обеспечением, реализующими дискретные методы многокритериальной оптимизации.

4. Разработаны методическое и алгоритмическое обеспечение задач выбора рациональных вариантов конструктивно - технологических решений рам ТС на стадии проектирования, необходимые для повышения качества и сокращения сроков принятия решений, созданы и внедрены:

- методическое и программно - алгоритмическое обеспечение задач формирования допустимого множества альтернатив объекта (алгоритм «Морфопространство - плюс»). После формирования всего допустимого множества альтернатив решается многокритериальная задача выбора, как логическое завершение формирования в первой постановке;

- методическое и программно - алгоритмическое обеспечение задач многокритериального выбора наиболее эффективной альтернативы - алгоритм «ПОЛЕКС», основанное на методе полной лексикографии. Суть метода заключается в сравнении альтернатив с использованием матрицы их оценок по сформированной группе критериев. На основе матрицы оценок, по результатам попарных сравнений альтернатив, составлена матрица бинарных отношений вариантов решения;

- методическое и программно - алгоритмическое обеспечение задач многокритериального выбора наиболее эффективной альтернативы - алгоритм «ОБОЛЕКС», основанное на методе обобщенной лексикографии, обеспечивающий погрупповой выбор наиболее эффективного варианта из множества допустимых, используя, метод Парето, при условии, что внутри группы нет критериев, из которых один абсолютно предпочтительнее другого.

С использованием экспертов и сформулированных требований к группам критериев сформирована система критериев оценки рациональности по группам принадлежности, а также системы критериев по уровням значимости при решении задач выбора конструктивного облика рамы. Количество критериев в группе было принято равным 10. Указанные алгоритмы и программы внедрены в ОАО «ТМЗ» и в рамках подсистемы САПР «Принятие предпроекгных решений» выполняются задачи проектирования рам.

5. Для определения динамической нагруженности рамы построена расчетная схема двухсекционного трехосного экипажа, как система твердых тел с упругими связями, и математическая модель движения экипажа по дорожному полотну с произвольными неровностями. Выполнено решение системы дифференциальных уравнений движения для случая ступенчатого профиля дорожного полотна. Получен закон движения секций автобуса на временном промежутке 5 с. и построены кривые перемещений, скоростей и ускорений рамы автобуса, как жесткого тела, в точках крепления подвески. Вычислены усилия в упругих элементах подвески, действующие на раму автобуса, и коэффициент динамической нагруженности рамы, равный 1,6. Динамические характеристики движения использованы при расчетах НДС и планировании стендовых испытаний фрагментов рамы автобуса.

6. Решена задача оптимизационного многокритериального выбора конструктивно - технологического предпочтительного варианта рамы автобуса «Московит». Рассмотрены восемь стадий производства рамы при сформированной системе из восьми критериев эффективности и числе альтернативных вариантах реализации стадий от трех до пяти. Общее число допустимых вариантов реализации производства рамы на перспективу оказалось равным 5760, для реальных условий производства - 256. Принято решение реализовать при изготовлении рам в ОАО «ТМЗ» следующие рекомендации: на первой стадии при раскрое материала использовать комбинации фрезерования с механизированной распиловкой, на второй - механизированное снятие заусениц, на третьей - сборка рамы в приспособлении, на четвертой - выборочный контроль сборки, на пятой - 100% прихватка элементов рамы, на шестой - аргонодуговая электросварка, на седьмой - механическая зачистка сваренных швов и на восьмой - цинкование собранной рамы. Рекомендовано применяемую в заводских условиях электродуговую сварку рам под углекислым газом заменить аргонодуговой, а антикоррозионное покрытие с использованием фосфотирования - заменить цинкованием;

7. Для оценки вариантов конструкции рамы по критериям жесткости, прочности и металлоемкости, разработана расчетная методика с использованием конечно - элементного комплекса MSC Nastran 2004. Выделение фрагмента конструкции, критического с точки зрения НДС, осуществляется на основании предложенной в работе упрощенной методики, основанной на балочной схеме. Пространственная расчетная модель выделенного фрагмента секции рамы построена с использованием гибких стержневых и пластинчатых конечных элементов. Для основного варианта модель содержит 3062 элемента и 2944 узла. Запас прочности согласно проведенным расчетам составляет 2,67. Указанная упрощенная методика позволила учесть взаимодействие рассматриваемого фрагмента рамы с сопряженными частями конструкции. Критерии оценки НДС рамы рассчитывались для четырех наиболее характерных конструкций рам автобусов и четырех конструкционных марок сталей. Подготовлена матрица многокритериального выбора наиболее эффективной рамы из 16 альтернатив.

8. Альтернативами к исследованию конструкции рам в решаемых задачах принимались базовые рамы автобусов «Икарус-435», ЗИЛ-32501, НефАЗ-5299 и Volvo В12В. Конструкционными материалами являлись стали Ст. 20, Ст. 45, 09Г2С и ЗОХГСА. Наиболее эффективными оказались рамы, изготовленные по схеме рамы автобуса «Икарус - 435» из стали 09Г2С , Ст. 20 и Ст.45. В итоге выбран аналог данной рамы, изготовленный из конструкционного материала - Ст.20.

9. Выполнено тензометрическое исследование несущей системы автобуса «Московит» при его движении по городскому маршруту. Получены нагрузочные режимы, позволяющие оценить вероятность появления каждой амплитуды напряжений и интенсивность накопления усталостных напряжений. Это позволило оценить величины трещиностойкости для 16 альтернативных вариантов рам (четырех конструкций рам при четырех конструкционных материалах). Проведены стендовые усталостные испытания рамы автобуса по специальной блочной программе нагружения, основанной на результатах расчетов динамических параметров движения автобуса и результатах ходовых испытаний экипажей аналогичного типа на испытательном полигоне. Приведено сравнение результатов испытаний по блочной программе и случайного нагружения. Сделаны выводы об удовлетворительной усталостной прочности выбранной рамы автобуса «Московит».

1. Вахламов В.К., Квасновская Н.П., Порватов И.Н. Несущая система автомобиля. М.: Изд-во МАДИ, 1993, 66 с.

2. Автомобили. Конструкции, конструирование и расчет / Под ред. А.И. Гришкевича. Минск: Вышейшая школа, 1985,240 с.

3. Автомобили. Конструкции, конструирование и расчет/Под ред. А.И. Гришкевича. Минск: Вышейшая школа, 1987,200 с.

4. Бочаров Н.Ф. Расчет на прочность рам грузовых автомобилей / Автореферат диссертации на соискании ученой степени к.т.н., М.,1954, 21 с.

5. Осепчуков В.В. Автобусы -М.: Машиностроение, 1971,308 с.

6. Антонов А.С., Голяк В.К., Запрягаев М.М., Крылов JI.K и др. Армейские автомобили. Конструкция и расчет. -М.: Изд-во МО, 1970, 505 с.

7. Бухарин Н.А. Прозоров B.C. Щукин М.В. автомобили.- JL: Машиностроение, 1973, 504 с.

8. Рампель И. Шасси автомобиля. М.: Машиностроение, 1983, с.356

9. Лапин А.А. Механические испытания как основы расчета на прочность. -М.:Машгиз, 1951,100 с.

10. Лапин А.А. Колебания и вибрации в машинах. 4.1 М.,: Машгиз, 1053, 96 с.

11. Бочаров Н.Ф. Модульное проектирование колесных машин.-М.: Машиностроение, 1996

12. Бочаров Н.Ф., Зузов В.А., Курбатский М.И. Применение ЭВМ в проектировании рам грузовых автомобилей /Под ред. Афанасьева Б.А. М.: Изд-во МВТУ, 1982,36 с.

13. Конструирование и расчет колесных машин высокой проходимости / Под ред. Н.Ф. Бочарова, И.С. Цитовича. М.: Машиностроение, 1983 с.356

14. Конструирование и расчет колесных машин высокой проходимости / Под ред. Н.Ф. Бочарова, И.С. Цитовича. М.: Машиностроение, 1994

15. Конструирование и расчет колесных машин высокой проходимости / Под ред. Н.Ф. Бочарова, И.С. Цитовича. М.: Машиностроение, 2000

16. Гельфгат Д.В., Ошноков В.А. Рамы грузовых автомобилей. М.: Машгиз,19б2

17. Дмитриченко С.С., Борисов Ю.С., Губайдуллина Р.Г., Русанов О.А., Мицин Г.П., Позин Б.М. Расчет на прочность рамы с задним мостом промышленного трактора / Тракторы и сельскохозяйственные машины, 1999, №7. с 23-26/

18. Дмитриченко С.С. Создание тракторов с минимальной металлоемкостью и требуемой прочностью //Тракторы и сельскохозяйственные машины, 19, №. с. 22-25/

19. Дмитриченко С.С., Полев В.А., Ониетма А.И. Оценка усталостной долговечности несущих систем тракторов на стадии проектирования //Тракторы и сельскохозяйственные машины, 1987, №4. с. 22-25/

20. Дмитриченко С.С., Артемов В.А. Опыт расчета на усталость металлоконструкций тракторов и других машин /Вестник машиностроения. 1989, №10

21. Дмитриченко С.С., Артемов В.А. Совершенствование методов расчетана усталость металлоконструкций машин / Тракторы и сельскохозяйственные машины, 1991, №3

22. Дмитриченко С.С., Годжаев З.А., Русанов О.А., Борисов Ю.С., Губайдуллин Р.Г. Методы расчета на прочность тракторов и мобильных машин // Тракторы и сельскохозяйственные машины, 2001, №1 с. 12-15

23. Дмитриченко С.С., Борисов Ю.С., Русанов О.А. Накопление повреждений и характеристики сопротивлений усталости узлов и деталей мобильных машин // Тракторы и сельскохозяйственные машины, 2003, №8 с. 26-31

24. Геккер Ф.Р. Выбор оптимальных параметров упруго фрикционных демпферов, встроенных в ведомые диски муфт сцеплений тракторов. М.,1980

25. Филатов Э.Д. Исследование эксплуатационной нагруженности и оценка долговечности рам тракторов. Автореферат диссертации на соискание ученой степени к.т.н., Киев, 1962,14 с.

26. Филатов Э.Д. Стенд для испытания рам трактора ДТ-54 // Докл. на науч.-техн.конференции по с.-х. машиностроению, Киев, 1960,7 с.

27. Акимов А.Г., Закс М.Н. Самопогружающийся автотранспорт. Конструкция и расчет автомобилей-самосвалов.-М.:Маш:иностроение, 1965,23 с.

28. Белокуров В.Н. Исследование напряженного и деформированного состояния элементов тонкостенного открытого профиля в зоне узла стержневых конструкций. Автореферат диссертации на соискании ученой степени к.т.н., Одесса, 1970,18 с.

29. Григолюк Э.И., Коган Е.А., Кулаков Н.А. Нормирование несущих систем автобусов // Под ред. Э.И. Григолюка. М., МГААТМ, 1994, 132 с,

30. Чудаков Е.А. Избранные труды, т.П.-М.:Изд-во АН СССР, 1961,349 с.

31. Чудаков Е.А.Конструкция и расчет автомобиля.-М.:Машгиз,1951,307с.

32. Павленко П. Д. Исследование прочности рам специальных грузовых автомобилей / Грузовик, 2002, N 9, с. 26-29.

33. Janovsky Lubomir Расчет напряжений в элементах рам / И calcolo delle sollecitazioni sulle arcate: 8.0.1.2 Elevatori. 1995.24, N 1, c. 47-55.

34. Школьник Д. И. Особенности расчета тонкостенных стержней переменного поперечного сечения / Строит, мех. машин и конструкций на автомобильных дорогах. М. 1987, с. 47 52

35. Megson Т. Н. G. Расчет рамы полуприцепа на кручение. Analysis of semi-trailer chassis subjected to torsion /Int. Conf. Veh. Struct., Cranfield, 16-18 July, 1984. London. 1984, c. 163-170

36. Проскуряков В.Б. Динамика и прочность рам и корпусов транспортных машин. JL: Машиностроение, 1972,232 с.

37. Чувиковский B.C., Палий О.М. Основы теории надежности судовых корпусных конструкций. JI. Судостроение, 1965

38. Голоктионов Совершенствование методов оценки напряженного состояния рам тележек подвижного состава / Автореферат диссертации на соискание ученой степени к.т.н. Омск, 1999,17 с.

39. Rusinski Е., Teisseyre J. Н. Расчет рамы грузового автомобиля на кручение. Torsional stiffness of chassis frames with point-welded nodes /Int. Conf. Veh. Struct., Cranfield, 16-18 July, 1984. London. 1984, c. 181-187.

40. Wang Wei, Chen Huai, Wang Hong-xia, Fenc Guo-sheng Статический анализ рам /Zhengzhou gongye daxue xuebao=J. Zhengzhou Univ. Technol.2000. 21,N3,c. 15-18

41. Соловьев Д. В. Разработка и реализация методика расчета параметров сечений элементов несущей системы автобуса //Автореферат диссертации на соискание ученой степени к.т.н. Нижегор. гос. техн. ун-т, Нижний Новгород, 2001,19 с.

42. Горелов С., Казак А. Компьютерное моделирование и изучение поведения под нагрузкой несущей конструкции автомобиля УАЗ САПР и графика. 2004, N1, с. 30-32

43. Xie Jun, Chen Nan, Zhai Yujian, Zhu Zhenling, Li Yuling Динамический анализ рам с применением метода конечных элементов Yingyong lixue xuebao /Chin. J. Appl. Mech. 1999.16, N 1, c. 136-139.

44. Высоцкий M. С., Жуков А. В., Мартыненко Г. В., Мохов С. П. Математическое моделирование напряженно-деформированного состояния несущих систем большегрузных автопоездов // Весщ АН БССР. Сер. «Кз.-Тэхн. н. 1991, N2, с. 87-91

45. Oehlschlaeger H. Расчет рам грузовых автомобилей методом конечных элементов. //Zur FEM-Berechnung von Nutzfahrzeugrahmen mit nachgiebigen Knoten bei reduziertem Rechenaufwand VDI-Ber. 1984, N537, c. 439-459.

46. Rusinski Eugeniusz, Zablocki Wojciech, Zwiernik Robert. Расчет несущей системы кузова на ЭВМ. //Komputerowe wspomaganie projektowania struktur nosnych pojazdow samochodowych Zesz. nauk. PSL. Mech. 1985, N82, c. 113-123.

47. Русанов О.А. Анализ прочности конструкций машин с использованием численных методов / Тракторы и сельскохозяйственные машины, 2002, № 2. с 34 36.

48. Андросов А.А., Маныпин Ю.П., Манынин Е.Ю. Обоснование конструктивных решений несущей системы комбайна ДОН-680 //Динамика, прочность и надежность сельскохозяйственных машин. 1996, с.28 39.

49. Агамамедов Гадыргелди Оценка нагруженности, прочности и оптимизация конструкций рамы куракоуборочной машины. Автореферат диссертации на соискании ученой степени к.т.н. М, 1998,17 с.

50. Павленко П. Д. Исследование прочности рам специальных грузовых автомобилей // Грузовик. 2002, N 9, с. 26-29

51. Павленко П.Д. Методология разработки рациональных конструкций несущей системы и ходовой части большегрузных строительных автомобилей-самосвалов / Автореферат диссертации на соискание ученой степени д.т.н., Набережные Челны, 2005,47 с.

52. Feng Guosheng Методика расчета элементов автомобильных рам / Qiche j ishu=Automob. Technol. 1994, N 3, с. 6-11

53. Ищенко Н.И. Солдатов Г.Б. К использованию МКЭ для прочностных расчетов металлоконструкций сельскохозяйственных машин //Динамика, прочность и надежность сельскохозяйственных машин. 1996, с.159-163

54. Beermann Н. J. Исследование деформаций при кручении рамы грузового автомобиля. Joint deformations and stresses of commercial vehicle frame under torsion.//Int. Conf. Veh. Struct., Cranfield, 16-18 July, 1984. London. 1984, c. 171-180

55. Inoda Katsumi, Matsuo Masayoshi. Упругие характеристики тонкостенных узлов несущей системы автомобиля. //Flexible characteristics of thinwalled frame joints JS AE Rev. 1986. 7, N1, c. 94-99.

56. Romanow F., Jankowski L. Исследование концентрации напряжений в элементах рамы автомобиля. Investigations of stress concentration in thin-walled elements of chassis frames / Int. Conf. Veh. Struct., Cranfield, 16-18 July, 1984. London. 1984, c. 155-161

57. Van Asperen F. G. J., Voets H. J. M. Оптимизация конструкции несущей системы городских автобусов /Optimization of the dynamic behaviour of a city bus structure Bus'86: Int. Conf., London, 9-10 Sept., 1986. London. 1986, c. 171-180.

58. Свитачев А.И. Совершенствование методов анализа и синтеза динамических свойств силовой передачи трактора /Автореферат диссертации на соискание ученой степени к.т.н., Красноярск, 1989.

59. Шеховцов В.В. Совершенствование автотракторных силовых передач на основе анализа и синтеза их динамических характеристик на этапе проектирования. Автореферат диссертации на соискание ученой степени к.т.н., Волгоград, 2004.

60. Трещенко В.Т. Научные основы оценки и обоснования продления ресурса элементов конструкций по критериям прочности // Докл. Междунар. Конф. «Оценка и обоснование продления ресурса элементов конструкций», Киев, 2000

61. Серенсен С.В. Динамика машин для испытаний на усталость.-М.: Машиностроение, 1967,460 с.

62. Серенсен С.В. Машины для испытаний на прочность. Расчет и конструирование. М.: Машгиз,1957,404 с.

63. Серенсен С.В. Усталость металлов.- М.: Машгиз, 43 с.

64. Серенсен С.В., Когаев В.П., Шнейдерович P.M. Несущая способность и расчеты деталей машин на прочность. М.: Машиностроение, 1975, 488 с.

65. Решетов Д.Н. Надежность и долговечность машин.- М.: Машиностроение, 1967,44 с.

66. Решетов Д.Н. Работоспособность и надежность деталей машин.- М.: Высшая школа, 1974,206 с.

67. Болотин В.В. Прогнозирование ресурса машин и конструкций.- М.: Машиностроение, 1967

68. Болотин В.В. Статистические методы в строительной механике- М.: Стройиздат, 1965,312 с.

69. Когаев В.П. Оценка надежности деталей машин. М.: Машиностроение, 1974,48 с.

70. Когаев В.П. Технологические методы повышения выносливости деталей машин. М.: Машиностроение, 1971,13 с.

71. Когаев В.П. Влияние концентрации напряжений и масштабного фактора на сопротивление усталости в статическом аспекте. /Докл. на совещании по механическим вопросам усталости. М., 1962,50 с.

72. Когаев В.П., Махутов Н.А., Гусенков А.П. Расчеты деталей машин и конструкций на прочность и долговечность/ Справочник, М., Машиностроение, 1985,223 с.

73. Стреляев B.C. Повышение несущей способности конструкций путем перераспределения усилий и напряжений, действующих в них. Куйбышев, 1958, 16 с.

74. Светлицкий В.А. Механика гибких стержней и нитей. М.: Машиностроение, 1978,222 с.

75. Светлицкий В.А. Передачи с гибкой связью. Теория и расчет.- М.: Машиностроение, 1967,15 с.

76. Вафин Р.К. Основы расчетов на прочность при напряжениях, переменных во времени / Под ред. С.Д. Пономарева и В.А. Светлицкого. М.: Изд-во МВТУ, 1978,58 с.

77. Коновалов Л.Ф. Долговечность деталей механизмов металлургических машин.- М.: Черметинформация, 1968,13 с.

78. Коновалов Л.Ф. Повышение прочности и работоспособности металлургических машин. М.: Черметинформация, 1970,12 с.

79. Гусев А.С., Светлицкий В.А. Расчет конструкций при случайных воздействий. М.: Машиностроение, 1984, с. 240

80. Вейбулл В. Усталостные испытания и анализ их результатов. / Под ред. С.В. Серенсена // М.: Машиностроение, 1964,275 с.

81. Гольд Б.В., Оболенский Е.П. Стефанович Ю.Г. Прочность и долговечность автомобиля. М.: Машиностроение, 1974

82. Панов А. Н. Несущие системы грузовых АТС. Прогнозирование ресурса. /Автомобильная промышленность. 2003, N 4, с. 18-21.

83. Панов А.Н. Анализ прочности сборной несущей конструкции //Тракторы и сельскохозяйственные машины, 2003, № 3 с. 39-44.

84. Панов А.Н. Создание локальных моделей опасных зон рамных конструкций автомобилей для испытания на усталость. / Актуальные проблемы машиноведения: тез. докл. 12-ой научн.-техн. конф. молодых ученых инст. Машиноведения АН БССР.-М.1989, с.85

85. Панов А.Н., Ракицкий А.А., Горбачевич М.И., Шумский А.И. Прогнозирование ресурса несущих элементов рам автомобилей. / Опер.-инф. материалы. -Мн.: ИНДМАШ АН БССР, 1991, с. 55

86. Чернов Ю.Д. Нагруженность и прочность несущей системы чизеля-культиватора для хлопководства. Автореферат диссертации на соискание ученой степени к.т.н. Ташкент, ТИИИМСХ, 1986, с. 14

87. Колокольцев В. А., Андреев A. JL Метод расчета усталостного ресурса несущей системы колесной машины при случайных стационарных колебаниях. /Пробл. машиностр. и надеж, машин. 2002,1М 5, с. 102-110

88. Боровских В. Е., Боровских У. В. Некоторые замечания по проектированию несущих систем мобильных машин / Пробл. трансп. стр-ва и трансп.: Матер. Междунар. науч.-техн. конф., Саратов, Вып. 1. Саратов. 1997, с. 124-125

89. Боровских В. Е., Колокольцев В. А., Сонин И. В. О факторах, влияющих на точность оценки долговечности элементов несущей системы конструкции машины на стадии проектирования /Сарат. политехи, ин-т. Саратов. 1991,13 е.,

90. Почтенный Е.К. Прогнозирование долговечности и диагностика усталости деталей машин. Мн.: наука итехника, 1983, с.246

91. Почтенный Е.К., Журавель А.И., Щурин К.В., Миркитанов В.И. Громова И.С., Малятин В.В. Вероятностная оценка долговечности рам транспортных средств. / Опер.-инф. материалы. Мн.: ИНДМАШ АН БССР, 1985, с. 37

92. Каплун А.В. Оценка нагруженности и долговечности несущей системы хлопкоуборочной машины на стадии проектирования. /Автореферат диссертации на соискании ученой степени к.т.н., Ташкент, ТашПИ,1988, с. 15

93. Шульгин Б.Д. Снижение металлоемкости и обеспечение требуемой долговечности несущих систем и приводов хлопкоуборочных машин / Автореферат диссертации соискании ученой степени к.т.н., М.,НПО ВИСХОМ, 1985, с.

94. Шабрат Ю. А., Антипин И. А. Исследование нагруженности и оценка долговечности элементов рамы автомобиля при стендовых испытаниях / Реф. ж. автомоб. пром-сть. М. 1988, 23 с. Деп. в ЦНИИТЭИавтопроме 12.09.88, N 1772- ап 88

95. Rusinski Е., Исследование усталостной прочности поперечины рамы грузового автомобиля. Ermudungsuntersuchungen am Quertrager eines Nutzfahrzeugrahmens mit lochgeschweiSSten Knoten IfL-mit/1989, 28, N4, c. 103106.

96. Fei Guan, Ping Chen. TI Анализ усталостной прочности./ Stress analysis and fatigue life prediction SAE Techn. Pap. Ser. 1986, N 861,395, c. 1-5

97. Чернов Ю.Д., Берштин A.M. Повышение надежности несущих систем почвообрабатывающих машин с большим количеством рабочих органов./Повышение технического уровня машин, применяемых в хлопководстве. Ташкент, ТИИИМСХ, 1990, с. 103 -105

98. Михлин Е.Н., Чернов Ю.Д. Оценка надежности несущих систем почвообрабатывающих машин. / Сб. трудов «Совершенствование машин для хлопководства».- Ташкент: ТИИИМСХ, 1990, с. 87-91

99. Луконин Ю.А. Разработка оценки показателей прочности и надежности элементов несущих систем зерноуборочных комбайнов на стадии проектирования. /Автореферат диссертации на соискании ученой степени к.т.н. Ростов-на-Дону, 1984,19 с.

100. Hucho Wolfgang Пространственная рама из стали./ Spaceframe Autofachmann. 2003, N 1, с. 16-19.

101. Перспективные материалы в конструкции электромобиля EV1 /Автостроение за рубежом. 1999, N 6, с. 15.

102. Фесина М. И., Соколов А. В. Транспортное средство/ Пат. 2106996 Россия, МПК 6 В 62 D 23/00. АО "АвтоВАЗ". N 97100289/28; Заявл. 10.01.1997.

103. Yun Jae S-Рама. Frame utilizing the vector system for vehicles /Пат. 5505490 США, МПК 6 В 62 D 21/11. N 265115; Заявл. 24.6.94; Опубл. 9.4.96; НПК 280/788. US

104. Koch Boris, Knozinger Gerd, Pleschke Thomas, Wolf Hans Jurgen. Гибридное переднее основание кузова./ Hybrid-Frontend als Strukturbauteil Kunststoffe. 1999. 89, N 3, c. 82-86. Нем. DE. ISSN 0023-5563

105. Morin Karl V. Безопасное шасси. /Automotive safety chassis. Пат. 5564745 США, МПК 6 В 60 R 21/02. N 575798; Заявл. 22.12.95; Опубл. 15.10.96; НПК 280/784. US

106. Erskin Robert Автобусная рама. /Low floor bus chassis Заявка 2322604 Великобритания, МПК 6 В 62 D 21/18. Robert Wright & Son Coachworks Ltd. N 9801067.1; Заявл. 19.01.1998; Опубл. 02.09.1998; НПК В7В. Англ.

107. Конструкция рамы. Rear suspension support assembly Пат. 6120060 США, МПК 7 В 62 D 21/11. The Budd Co., Kocer Bruce, Spicuzza Scott, Snyder Walter A. N 08/954533; Заявл. 21.10.1997; Опубл. 19.09.2000; НПК 280/788. Англ. US

108. Simpson Clark С., Weirs Paul С. Унифицированная рама./ Unified frame/body assembly for vehicle: 8.4.1.1.13 Пат. 5011217 США, МПК 5 В 62 D23/00. Clark Equipment Co. N 489735; Заявл. 27.02.90; Опубл. 30.04.91; НПК 296/203. US.

109. Рамы автобусов ЗИЛ-32501, ЗИЛ-3250 / www.pasker.ru/autocat /model=138&group=102

110. Автобусы/ http://arch/zr/ru/articles/58 09 2001/html

111. Описание шасси автобуса Volvo В12 B//http://www.autobus/spb/ru/ shassi/htm

112. Формирование предпочтительных вариантов технологических линий ./ И.В. Гусев, В.Н. Данилов, JI.A. Конторер и др. М., ОНТИТЭИмикробиопром, 1983.-40 с.

113. Ларичев О И Теория и методы принятая решений: Учебник. М.: Логос, 2000296 с.

114. Глушков В.М., Мясников В.А., Половинкин А.И. Автоматизация поискового конструирования. Вестник АН СССР, 1979, №7, с. 42 - 48.

115. Меркурьев В.В. Оценки трудоемкости алгоритма урезания на модельных задачах. В кн.: Автоматизация конструирования в приборостроении. Горький, 1978 с.132 - 143.

116. Семенков О. И. Введение в системы автоматизации проектирования. Минск: Наука и техника, 1979. - 88 с.

117. Глушков В.М. Математические аспекты автоматизации проектирования ЭВМ В кн.: Материалы I Всесоюзного совещания по автоматизации проектирования в машиностроении. Минск, 1978, с. 15 - 26.

118. Рожанковский Р.В. Автоматизированное проектирование конструкций РЭА и пути перехода к автоматическому проектированию. Вкн.: Исследование и проектирование сложных систем. Киев.: Наукова думка, 1981, с. 56-70.

119. Дудыкевич Ю.Б. Автоматизация проектирования линейных РЭ и СВЧ устройств. В кн.: Исследование и проектирование сложных систем. Киев.: Наукова думка, 1981, с. 70 - 80.

120. Автоматизация поискового конструирования /АИ. Половинкин, HJC Бобков, ГЛ. Буш и др. -М: Радио и связь, 1981.-344 с.

121. Самойленко С.И. Субоптимальные алгоритмы поиска решений в вычислительных сетях. В кн.: Вычислительная кибернетика. М., 1976, вып. 28, с. 224 -231.

122. Самойленко С.И. Субоптимальное программирование. В кн.: Семиотика и информатика. - М.: ВИНИТИ,, 1977, вып. 8. - с.38 - 44.

123. Модели и методы формирования и многокритериального выбора предпочтительных вариантов систем: Сб. тр. / ВНИИСИ ML, 1981, въп. 1. - 147с.

124. Заключительный отчет института ВНИИбиотехника по теме 027 — 82/014 2. «Выбор и формирование предпочтительных вариантов технологических линий .» № госрегистрации 01.82.0083784, инв. № 0283 004 3 396, М., 1982,-148 с.

125. Самойленко С.И. Размытые эвристики. М., 1976. - 12 с. — Рукопись представлена ИЛУ АН СССР. Деп. в ВИНИТИ 27.05.1976, № 1877 - 76 Деп.

126. Беллман Р. Динамическое програмирование. М.: Иностранная литература, I960.- 400 с.

127. Михалевич B.C., Волкович B.JI. Вычислительные методы исследования и проектирования сложных систем. М: Наука, 1982. -286 с.

128. Дубов Ю.А. Условия оптимальности динамических многокритериальных задач. -М., 1979. 64 с. - (Препринт/ВНИСИ: 62-508:65.012.1.122).

129. Виноградская Т.М. Дискретная динамическая модель многокритериального выбора. Сб. тр. / Ин - т проблем управления. — М., 1977, № 14, с. 49-53.

130. Одрин В.М, Картавов С.С. Морфологический анализ систем. Киев: Наукова думка. 1977. -147 с.

131. Условие многопараметрического баланса при формировании систем / О.А. Коссов, С.И. Травкин, В.Н. Якимец и др. М., 1978. - 48с (Препринт / ВНИИСИ: 519.08.62-50).

132. Оре О. Теория графов. М.: Наука, 1980. — 352 с.

133. Мартин Ф. Организация баз данных в вычислительных системах М.: Мир, 1978. - 664 с.

134. Hinricks G. R. Greativity in industrial Scientific research. A critical survey of Current option. Theoru and knowledge. AMA management Bulletin. -New York, 1961, n. 12.

135. Литвак Б.Г. Экспертные оценки и принятие решений., М., «Патент», 1996,271 с.

136. Литвак Б.Г. Разработка управленческого решения: Учебник. М.: Дело, 2002.-392 с.

137. Герасимов Е.Н., Почтман Ю.М., Скалозуб В.В. Многокритериальная оптимизация конструкций. Киев - Донецк: Вища шк., 1985. - 134 с.

138. Айзерман М.А., Малишевский А.В. Некоторые аспекты общей теории выбора лучших вариантов. М., 1980. - 36 с. (Препринт/ Ин-т проблем управления).

139. Березовский Б.А., Борзенко В.И., Кемпнер Л.М. Бинарные отношения в многокритериальной оптимизации.- М.: Наука, 1981—152 с.

140. Методика многокритериальной оптимизации технологических режимов и проектных характеристик объектов . с использованием человекомашинной процедуры. /Б.А. Березовский, В.Н. Данилов, A.M. Карпов и др. -М.: ОНТИТЭИмикробиопром, 1984.- 50 с.

141. Методы оптимизации выбора оборудования ./ Б.М. Белов, А.С. Глущенко, И.В. Гусев и др. М: ОНТИТЭмикробиопром, 1981.-56 с.

142. Кемпнер JI.M. Разработка и исследование алгоритмов многокритериальной оптимизации для принятия предпроектных решений. Дис.канд. техн. наук - М, 1983. - 122с.

143. Борисов В.И. Проблемы векторной оптимизации.-В кн.: Исследование операций. Методологические аспекты. М.:НаукаД972.с. 72 91.

144. Pareto V. Manuel d'economic politigue. Parish: Giard, 1909.

145. Данилов B.H., Лихогрудова JI.E. Оценка числа эффективных вариантов технологических линий . М., 1983. 5 с. - Рукопись представлена Всесоюзным научно - исследов. биотехн. ин - ом. Деп. в ВИНИТИ 20 декабря 1983, № 6894 - 83 Деп.

146. Данилов В.Н. Разработка методических основ формирования и многокритериального выбора . систем и их применения. Диссертация на соискание ученой степени д.т.н., М.: ВНИИбиотехника, 1985,510 с.

147. Гусев И.В., Глушенко А.С., Данилов В.Н. Оптимизация структур технологических линий . на основе модифицированных правил паретовского многокритериального выбора-Биотехнология, № 1,1985.

148. Ларичев О.И. Наука и искусство принятия решений. М: Наука, 1979.-200 с.

149. Ларичев О.И, Зуев Ю.А, Гнеденко JI.C. Метод решения слабоструктуризованных проблем выбора при многих критериях. — М.,1979, -75 с. (Препринт/ВНИИСИ: 336.001.89).

150. Подиновский В.В., Гаврилов В.М. Оптимизация по последовательно применяемым критериям. М.: Сов. радио. 1975. -192 с.

151. Chames A., Cooper W. Management models and industrial applications of linear programming. Wiley, 1961.

152. Geoffrion A.M Vector maximal deconposition programming. In: 7- th Math. Programm. Symp. The Hague, 1970.

153. Барышников Ю.М., Конторер JI.A., Ремизов Ю.В. Алгоритмы многокритериальной оптимизации в отсутствии функции полезности. В кн.: IX Всесоюзное совещание по проблемам управления (Ереван 1983г.): Тез. докл. М, 1983, с. 175-176.

154. Дайер Дж. Многоцелевое программирование с использованием человеке машинных процедур. - В кн.: Вопросы анализа и процедуры принятия решений. М.: Мир, 1976, с. 108 - 125.

155. Джоффрион А., Дайер Дж., Файнберг А Решение задач оптимизации при многих критериях на основе человеко машинных процедур. - В кн.: Вопросы анализа и процедуры принятия решений. М.: Мир, 1976, с. 126- 145.

156. Maier Roshe С., Stankard Ir. MF. A linear programming approach to Choosing between multiobjective altemativse. - In: 7- th Math. Programm. Symp.-The Hague, 1970.

157. Линейное программирование с многими критериями. Метод ограничений /Р.Бенайюн, О.И. Ларичев, Ж. де Монгольфье и др. -Автоматика и телемеханика, 1971, № 8, с. 108-115.

158. Руа Б. Классификация и выбор при наличии нескольких критериев (метод ЭЛЕКТРА). В кн.: Вопросы анализа и процедуры принятия решений. М.: Мир, 1976, с. 20 - 58.

159. Кини Р. Функции полезности многомерных альтернатив. В кн.: Вопросы анализа и процедуры принятия решений. М.: Мир, 1976, с. 58-79.

160. Березовский Б.А., Кемпнер Л.М. Вложенные модели многокритериальной оптимизации с упорядоченными по важности критериями. Автоматика и телемеханика, 1981, № 1, с. 105 -112.

161. Кузьмин В.Б. Построение групповых решений в пространствах четких отношений. М., 1979. - 52 с. (Препринт / ВНИИСИ: 519.283).

162. Литвак Б.Г. Меры близости и анализ нечисловой информации. В кн.: Вопросы кибернетики. Экспертные оценки. М, 1979, вып. 58, с. 73 - 86.

163. Миркин Б.Г. Проблемы группового выбора. М: Наука, 1974. —256 с.

164. Гамбаров Г.М., Мандель И.Д., Рыбина И.А. О некоторых метриках, возникающих в задачах обработки данных. Автоматика и телемеханика, 1980, № 12, с. 116-123.

165. Кемени Дж., Снелл Дж. Кибернетическое моделирование. Некоторые приложения. М.: СОВ. радио, 1972. - 192 с.

166. Литвак Б.Г. О метризованных отношениях в экспертных оценках. Автоматика и телемеханика, 1979, № 4, с. 72 - 82.

167. Бешелев С.Д., Гурвич Ф.Г. Математико статистические методы экспертных оценок. - М.: Статистика, 1980. -189 с.

168. Экспертные оценки. Методы и применение. /Д.С. Шмерлинг, С.А. Дубровский, Т.Д. Аржанова и др. В кн.: Статистические методы анализа экспертных оценок: Ученые записки по статистике. М.: Наука, 1977, т. 29, с. 290 -382.

169. Брук Б.Н., Бурков В.Н Методы экспертных оценок в задачах упорядочения объектов. Изв. АН СССР. Техн. кибернетика, 1972, № 3, с. 29 -32.

170. Грандберг А.Г. Проблема транзитивности индивидуальных и коллективных предпочтений при построении целевых функций. В кн.: Количественные методы в социологии. М.: Наука», 1966, с.70 - 92.

171. Метев Б.С., Пончев И.П. Метод решения задачи группового выбора с использованием метрических пространств отношений. Автоматика и телемеханика, 1977, № 2, с. 81- 87.

172. Кендалл М.Д. Ранговые корреляции.-М.: Статистика, 1975.-214 с.

173. Ушаков И.А Задача о выборе предпочтительного объекта.

174. Изв. АН СССР. Техн. кибернетика, 1971, № 4, с. 3 7.

175. Глотов В.А, Павельев В.В. Экспертные методы определения весовых коэффициентов.-Автоматика и телемеханика, 1976, № 12, с. 95 107.

176. Борзенко В.И., Гафт М.Г., Сергеев В.И. Интерактивный метод многокритериальной оценки технического уровня промышленной продукцииДЦокл. АН СССР, 1987, т. 295, № з. с. 545 552.

177. Карлин С. Математические методы в теории игр, программировании и экономике., Из во «Мир», М., 1964 г., 838 с

178. Годжаев З.А., Сергеев В.Н., Фараджев Ф.А. Многокритериальный выбор эффективной конструкции рамы //Тракторы и сельскохозяйственные машины, № 3., М., 2006. с. 20 - 25.

179. Годжаев З.А., Сергеев В.Н., Фараджев Ф.А. Оценка и расчет эффективности альтернативных вариантов рамы несущей системы мобильной машины //Тракторы и сельскохозяйственные машины, № 2, М, 2006. с. 15 — 20.

180. Евланов Л.Г. Теория и практика принятия решений. М., Экономика, 1984. -175 с.

181. Дмитриченко С.С., Борисов Ю.С., Губайдуллина Р.Г., Русанов О.А. Оценка вероятности неразрушения рамы тележки гусеницы трактора //Тракторы и сельскохозяйственная техника, 1998, № 6. —с. 37-39; №7. — с.34-35.

182. Годжаев З.А., Дмитриченко С.С., Губерниев АЛ. Оптимальное проектирование валопроводов. (на примере трактора).//Вестник машиностроение ., 1992г., № 1. -с.23-26.

183. Зенкевич О. Метод конечных элементов в технике.-М.:Мир, 1975г.-542с.

184. Шимкович Д.Г. Расчет конструкций в MSC/NASTRAN for Windows. -М.: ДМК Пресс, 2001. 448с.

185. Когаев В.П., Дроздов Ю.Н. Прочность и износостойкость деталей машин. М., Высшая школа, 1991,318 с.

186. Фараджев Ф.А. Выбор эффективной технологической структуры сборки рамы автотранспортного средства (на примере рамы автобуса «Московит»)., «Вестник машиностроения», № 8., М., 2006. — с. 47 -54.

187. Годжаев З.А. Совершенствование динамических характеристик силовых передач тракторов на основе многокритериальной оптимизации., Автореферат на соискание ученой степени д.т.н., М, НАТИ, 1993 г.

188. Годжаев З.А., Губерниев А.Я., Мицын Г.П. Совершенствование конструкции и оптимальных параметров МТУ трактора Т-2 // Тракторы и сельхозмашины, № 12, М., 2001г., с. 12-15.

189. Альдайуб Зияд. Разработка методики создания рам грузовых автомобилей минимальной массы, отвечающих требованиям по ресурсу, на стадии проектирования. /Автореферат диссертации на соискании ученой степени к.т.н. МГТУ им. Баумана., Москва, 2006,16 с.

190. GassnerE., JacobyG. Experimentelle und rechnerische Lebensdauer-beurteilung von Bauteilen mit Start-Lande-Lastwechsel. Luftfahrttechnik-Raumfahrttechnik, 1965. Bd. 11, N6. S. 138-148.

191. Дмитриченко C.C., Полев B.A., Перельцвайг И.М. и др. Методические рекомендации «Расчет и испытания на прочность. Анализ эксплуатационной и нагруженности в связи с оценкой долговечности .», ГОНТИ, НАТИ, М. 1985г.