Los componentes de trabajo de la maquinaria de construcción, como los brazos de empuje de las topadoras, enfrentan condiciones periódicas que resultan en daños por fatiga con el tiempo.Las vibraciones continuas, la tensión y las fuerzas de impacto aceleran el desgaste, lo que hace que el análisis preciso de la fatiga sea crucial para garantizar la confiabilidad y el rendimiento.

Los bancos de pruebas de vibración tradicionales son costosos y consumen mucho tiempo, y a menudo no logran replicarcondiciones del mundo real.Debido a estos desafíos, existe una necesidad urgente de métodos de prueba más eficientes y precisos, lo que lleva a los investigadores a explorar bancos de pruebas virtuales para analizar mejorfatigavida.

Un estudio reciente fuellevado a cabopor un equipo de la Universidad de Shandong, en colaboración con la Universidad de Xiamen y la Universidad de Kyunghee, y fue publicado el 31 de agosto de 2024 en elRevista internacional de dinámica de sistemas mecánicos.

El estudio presenta un novedoso equipo de prueba de vibración virtual (VTR) diseñado específicamente para analizar la vida útil de los brazos de empuje de las topadoras.Al utilizar la simulación para generar espectros de carga de alta precisión, este método evita la necesidad de costosas plataformas físicas.Se espera que el nuevo enfoque revolucione las pruebas de fatiga para la construcción.maquinaria, ofreciendo resultados más rápidos y fiables.

El estudio se centra en la creación de un VTR que simule las condiciones operativas de los brazos de empuje de los topadores, permitiendo evaluaciones más precisas de la vida por fatiga.Utilizando una técnica de iteración virtual, el VTR generaseñales de entradaque replican cargas operativas del mundo real, ajustándolas iterativamente hasta que coincidan con las condiciones de trabajo reales.Este enfoque aborda las deficiencias de los bancos de pruebas tradicionales, que a menudo tienen dificultades para reproducir los comportamientos complejos y dinámicos de los componentes de la maquinaria.

Al incorporar puntos de datos clave como tensión, presión de aceite y carrera del cilindro, el VTR virtual calcula espectros de carga precisos para el análisis de fatiga.Los resultados muestran que este método virtual se alinea estrechamente con los obtenidos a partir de experimentos físicos, lo que reduce el tiempo de prueba de horas a simples minutos y reduce drásticamente los costos.Esta innovación tiene implicaciones de amplio alcance para mejorar la confiabilidad del diseño del producto y, al mismo tiempo, reducir significativamente los gastos de prueba en toda la industria de maquinaria de construcción.

El profesor Xiangqian Zhu, investigador de la Universidad de Shandong, destacó la naturaleza transformadora del nuevo sistema y afirmó: "Este VTR presenta una alternativa innovadora a las pruebas de fatiga convencionales. No sólo reduce el tiempo y los costos, sino que también mejora laprecisión de las evaluaciones de la vida por fatiga. Este método podría remodelar la forma en que se realiza el análisis de fatiga en la maquinaria de construcción, facilitando un desarrollo de productos más rápido y una mayor confiabilidad".El Dr. Zhu también ve un potencial significativo para esta tecnología en otros sectores que dependen de la maquinaria pesada.

El impacto de VTR se extiende mucho más allá de la industria de la construcción.Sectores como la minería, la agricultura y la defensa se beneficiarán de esta tecnología innovadora, que promete un análisis de fatiga más eficiente para componentes críticos.

Al permitir una rápida validación del diseño y reducir costos, la plataforma virtual ofrece a los fabricantes la capacidad de producir maquinaria más duradera y confiable.La precisión de la tecnología al simular condiciones del mundo real garantiza que desempeñará un papel crucial en la mejora del rendimiento y la seguridad, haciendo que la maquinaria sea más rentable y resistente en múltiples industrias.

Más información:Lei Hou et al, Banco de pruebas de vibración virtual para análisis de fatiga de brazos de empuje de topadoras,Revista internacional de dinámica de sistemas mecánicos(2024).DOI: 10.1002/msd2.12125