Сайт ВКТУ им. Д. Серикбаева

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ПЕРФОРАЦИИ НА ЖЕСТКОСТЬ И МАССУ ПЛАТФОРМЫ НОЖНИЧНОГО АВТОПОДЪЕМНИКА

Авторы

Name Affiliation
Оксана Костюченкова

Казахский агротехнический исследовательский университет им.С. Сейфуллина

Салтанат Нуркушева

Казахский агротехнический исследовательский университета им.С. Сейфуллина

Михал Бембенек

AGH Университет в Кракове

 

Выпуск:

Том 1, № 1, 2026

Страницы:

141-152

Просмотров:

17

Ключевые слова:

автоподъемник, оптимизация, прочность, жесткость, деформация

Аннотация

Исследование посвящено модернизации платформы ножничного подъемника для решения проблем смещения и избыточной массы. Цель работы – снижение металлоемкости и повышение жесткости конструкции за счет применения оптимизированной перфорации с бортами. Методология включала компьютерное моделирование ANSYS и натурные эксперименты с опытными образцами из стали Ст45, нагружаемыми до 200 кг. Деформации измерялись высокоточными датчиками. Основные результаты: оптимизированная перфорированная платформа при нагрузке 200 кг показала прогиб в 2,46 раза меньше, чем сплошной аналог, при снижении массы на 8%. Комплексный критерий удельной жесткости увеличился на 2,66 раза. Установлена зависимость снижения массы от диаметра и шага отверстий до 25%. Научная ценность работы заключается в выявленной закономерности совместной минимизации массы и максимизации жесткости элементов, работающих на изгиб, посредством рациональной перфорации. Практическая значимость – предложена методика, позволяющая генерировать эффективные конструктивные решения для снижения затрат на изготовление и повышения надежности автоподъемников.

License

Creative Commons License

This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Использованные источники

  1. Bastidas-Rodriguez, M. X. et al. (2020). Deep Learning for fractographic classification in metallic materials. Engineering Failure Analysis, 113, 104532. https://doi.org/10.1016/j.engfailanal.2020.104532
  2. Bembenek, M. et al. (2025). Study of the stress-strain state of a perforated plate with stiffening ribs. Journal of Applied Mathematics and Computational Mechanics, 24(2), 18–32. https://doi.org/10.17512/jamcm.2025.2.02
  3. Crivelli, D., Ghelichi, R., & Guagliano, M. (2011). Failure analysis of a shaft of a car lift system. Procedia Engineering, 10, 3683–3691. https://doi.org/10.1016/j.proeng.2011.04.606
  4. Delatte, N. (2004). Undergraduate Summer Research in Structural Engineering. Journal of Professional Issues in Engineering Education and Practice, 130(1), 37–43. https://doi.org/10.1061/(ASCE)1052-3928(2004)130:1(37)
  5. Delatte, N. (2010). Failure literacy in structural engineering. Engineering Structures, 32(7), 1952–1954. https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2010.02.023
  6. Gong, W., & Yu, Z. J. (2014). Mathematical Modeling and Simulation Analysis of Lift for Car Hydraulic System. Applied Mechanics and Materials, 490–491, 447–450. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMM.490-491.447
  7. Jhaveri, K. et al. (2018). Life cycle assessment of thin-wall ductile cast iron for automotive lightweighting applications. Sustainable Materials and Technologies, 15, 1-8. https://doi.org/10.1016/j.susmat.2018.01.002
  8. Kosucki, A. et al. (2021). Electro-Hydraulic Drive of the Variable Ratio Lifting Device under Active Load. Strojniški vestnik – Journal of Mechanical Engineering, 67(11), 599–610. https://doi.org/10.5545/sv-jme.2021.7320
  9. Luo, L. et al. (2019). Number simulation analysis of self-lubricating joint bearing liner wear. International Journal on Interactive Design and Manufacturing (IJIDeM), 13(1), 23–34. https://doi.org/10.1007/s12008-018-0471-y
  10. Nurkusheva, S., Bembenek, M., & Kostyuchenkova, O. (2023). Overview of the use of lifting equipment in auto maintenance in Astana. Bulletin of L.N. Gumilyov Eurasian National University. Technical Science and Technology Series, 143(2), 136–146. https://doi.org/10.32523/2616-7263-2023-143-2-136-146
  11. Sanusi, H. et al. (2019). Optimisation of scissor lifting machine structures using finite element analysis (FEA). AIP Conference Proceedings, 2111(1), 020003. https://doi.org/10.1063/1.5118011
  12. Shi, D. et al. (2015). Finite element and experimental analysis of pinion bracket-assembly of three gorges project ship lift. Journal of Central South University, 22(4), 1307–1314. https://doi.org/10.1007/s11771-015-2647-y
  13. Stawiński, Ł. et al. (2019). A new approach for control the velocity of the hydrostatic system for scissor lift with fixed displacement pump. Archives of Civil and Mechanical Engineering, 19(4), 1104–1115. https://doi.org/10.1016/j.acme.2019.06.001
  14. Stawiński, L. et al. (2021). Energy Consumption Structure and Its Improvement of Low-Lifting Capacity Scissor Lift. Energies, 14(5), 1366. https://doi.org/10.3390/en14051366
  15. Takesue, N. et al. (2016). Scissor lift with real-time self-adjustment ability based on variable gravity compensation mechanism. Advanced Robotics, 30(15), 1014–1026. https://doi.org/10.1080/01691864.2016.1181008
  16. Taub, A. I., & Babu, S. S. (2018). Opportunities and challenges for introducing new lightweight metals in transportation. International Journal of Powder Metallurgy, 54(2), 27–33.
  17. Taub, A. et al. (2019). Materials for Automotive Lightweighting. Annual Review of Materials Research, 49(1), 327–359. https://doi.org/10.1146/annurev-matsci-070218-010134
  18. Turan, K. (2013). Joint angle effect on the failure behavior of pinned joint composite plates. Journal of Composite Materials, 47(24), 3027–3039. https://doi.org/10.1177/0021998312461079
  19. Uhryński, A. et al. (2024). A Comparative Thermal Analysis of Two Workpiece Materials of Different Machinability When Turning Based on Ir Thermography. Journal of Machine Engineering, 24(1), 50–59. https://doi.org/10.36897/jme/185359
  20. Williams, B., Hall, A., & Myers, O. (2020). Terfenol-D Carbon Fiber Reinforced Polymer (CFRP): Embedded Sensing for Early Localized Damage Detection. Proceedings of the ASME 2020 Conference on Smart Materials, Adaptive Structures and Intelligent Systems. https://doi.org/10.1115/SMASIS2020-2283
  21. Yan, T. P. (2011). The Air Controlled Hydraulic System Design of 3201z-Type Dump Truck Lifting Mechanisms. Advanced Materials Research, 383–390, 1202–1207. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMR.383-390.1202
  22. Zhang, L., & Li, Y. (2020). Synchronous Control of Double Hydraulic Cylinders of Scissors Aerial Work Platform Based on Fuzzy PID. 2020 5th International Conference on Electromechanical Control Technology and Transportation (ICECTT), 349–354. https://doi.org/10.1109/ICECTT50890.2020.00084
  23. Zhang, W., Wang, X. X., & Wang, L. W. (2011). Strength Optimization Design of Box-Shape Arms of a Scissor Lift Mechanism with Single Hydraulic Cylinder. Applied Mechanics and Materials, 141, 513–518. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMM.141.513

Том 1, № 1, 2026

Kostyuchenkova, О., Nurkusheva, S., & Bembenek, М. (2026). AN EXPERIMENTAL STUDY OF THE EFFECT OF PERFORATION ON THE STIFFNESS AND WEIGHT OF A SCISSOR LIFT PLATFORM. EKTU Journal of Engineering Sciences, 1(1), 141-152. https://doi.org/10.51885/3134-8009_JES_2026_1_12