 |
Эксперты АО «Моделирование и цифровые двойники» изучили влияние марки стали на износ футеровки кузова карьерного автосамосвала для ПАО «Северсталь»
АО«Моделирование и цифровые двойники» (АО «МЦД»), ведущий поставщик отечественных и зарубежных инженерных решений,завершил исследовательский проектдля ПАО «Северсталь». Компании необходимо было провести опытно-промышленные испытанияпо оценке износостойкости сталей различных марок. Однако натурные эксперименты являются дорогостоящими, а динамика поведения сыпучих сред – сложнопредсказуемой.При этом вопросы повышения износостойкости деталей, замены иностранных марок сталей отечественными аналогами сегодня являются крайне актуальными.
Задачи исследования
АО«Моделирование и цифровые двойники» (АО «МЦД»), ведущий поставщик отечественных и зарубежных инженерных решений,завершил исследовательский проектдля ПАО «Северсталь». Компании необходимо было провести опытно-промышленные испытанияпо оценке износостойкости сталей различных марок. Однако натурные эксперименты являются дорогостоящими, а динамика поведения сыпучих сред – сложнопредсказуемой.При этом вопросы повышения износостойкости деталей, замены иностранных марок сталей отечественными аналогами сегодня являются крайне актуальными.
 |
Эксперты АО «Моделирование и цифровые двойники» совместно с представителями ПАО «Северсталь»разработали комплексную методику,позволяющую на основе недорогих лабораторных испытаний прогнозировать скорость износа защитных покрытий и рабочих элементов, подвергающихся высокоинтенсивному абразивному воздействию. Были исследованы 10 пар «марка стали – сыпучая среда» и определены соотношения работы износа и потери массы изнашиваемых тел.
Для исследования в качестве инструментов использовались два программных комплекса:
- Ansys SpaceClaim для восстановления 3D-геометрии по чертежам и упрощения модели;
- RockyDEM для моделирования процесса износа образцов стали в мельнице абразивного износа, а также моделирования погрузки, разгрузки и транспортировки руды в автосамосвале Caterpillar 793D
Проведение испытаний и DEM-моделирование
Работа состояла из двух этапов. В первую очередь были проведены лабораторные испытания и DEM-моделирование, включавшие:
- Калибровочные испытания для определения коэффициентов взаимодействия сыпучих сред со сталью.
- Испытания износоустойчивости. Во время них образцы каждой из 5 марок сталей подвергались абразивному воздействию со стороны сыпучих сред при одинаковых условиях.
 |
В результате были сопоставлены потери масс пластин исследуемых сталей, а также работа износа, от которой зависят повреждения, накапливаемые пластинами с течением времени.
Далее эксперты использовали методы математического моделирования, включающие калибровочные испытания, испытания износа для определения работы износа при данных условиях и процесса погрузки, разгрузки и транспортировки руды автосамосвалом.Всего в рамках проекта использовались две модели автосамосвала:
- Модель, подготовленная для износа футеровки днища и задней стенки кузова, на которой располагались две полосы тестируемого защитного покрытия.
- Модель, подготовленная для износа футеровки боковой стенки кузова, на которой тестируемые образцы покрытий располагались в шахматном порядке.
Эксперты АО «МЦД» выполнилимоделирование циклов погрузки-разгрузки в количестве, достаточном для достижения полного износа защитных покрытий днища и боковой стенки, а такжезарегистрировали работу касательных сил, вызванную сыпучими средами на поверхности исследуемой футеровки.
 |
Применение DEM-моделирования позволило спрогнозировать ходимость футеровки из различных марок сталей, сравнить ходимость защитного покрытия двух различных конструкций до изготовления и провести математическое моделирования силами одного сотрудника и одного ПК. В результате эксперты определили карты износа футеровки кузова автосамосвала Caterpillar 793D иподтвердили их опытно-промышленными испытаниями.
О ПАО «Северсталь»
ПАО «Северсталь» – однаиз самых эффективных в мире горно-металлургических компаний, создающая новые продукты и комплексные решения из стали вместе с клиентами и партнерами. Информация о свойствах продукции, карточки материалов для специализированного программного обеспечения, инженерные калькуляторы и тематические статьи представлены на Инжиниринговом портале «Северсталь».
О компании «Моделирование и цифровые двойники»
АО «Моделирование и цифровые двойники» (АО «МЦД») – ведущий поставщик отечественных и зарубежных инженерных решений. Компания занимается лицензированием, внедрением и техническим сопровождением программных продуктов российских и иностранных разработчиков для численного моделирования. АО «МЦД» оказывает клиентам учебно-консультационные, инженерные и ИТ услуги, включая многодисциплинарные инженерные расчеты, разработку и автоматизацию расчетных методик и расчетных процессов, адаптацию и интеграцию ПО, развертывание и настройку высокопроизводительных вычислительных ресурсов. Компания также предлагает собственные высокоэффективные программные продукты и комплексные услуги по созданию цифровых двойников, обеспечивая предприятия эффективными решениями для проектирования, диагностики и прогноза состояния промышленного оборудования.