Проведено численное моделирование процесса штамповки и раскатки подшипникового кольца методом конечных элементов. Исследовано распределение волокнистой структуры материала при деформировании заготовки подшипникового кольца в виде линий Лагранжа. Предложен способ двухпроходной формовки, обеспечивающий высокую долговечность кольца. Металлографическим способом подтверждено распределение волокнистой структуры материала при штамповке и раскатке подшипникового кольца, полученное расчетным путем.

Реальные задачи проектирования агротехники отличаются необходимостью применения комплексных моделей функционирования, сложной пространственной геометрией, большим количеством критериев и ограничений. Рассмотрены стадии оптимизации многокомпонентных конструкций агротехники: выбор комплексных многодисциплинарных математических моделей анализа функционирования; определение параметров проектирования в пространстве поиска; выбор функционалов качества (критериев цели) и ограничений оптимизируемого агрегата; определение метода оптимизации. Проанализирован многоуровневый иерархический подход. Разработаны две базовые методики анализа чувствительности и оптимизации при проведениии исследования жизненного цикла многокомпонентных конструкций агротехники - от проектирования до эксплуатации и утилизации. Приведены примеры реализованных прикладных инжиниринговых разработок и проектирования изделий агротехники.

Рассмотрена задача расчета напряженно-деформированного состояния индивидуальной пружинной стойки дисковой бороны с последующей оптимизацией ее геометрии. В последнее время в связи с интенсивным развитием агропромышленного комплекса появляется необходимость создание новой, более эффективной сельскохозяйственной техники. Основными критериями качества, которые закладываются при проектировании новых орудий, являются энергоэффективность, надежность и цена. Вследствие этого возникает необходимость оптимизации существующих конструкций с целью их усовершенствования до мировых стандартов. Ключевым вопросом при проектировании дисковых борон на индивидуальных пружинных стойках является надежность самой стойки при воздействии на нее спектра эксплуатационных нагрузок. В процессе обработки почвы, в общем случае, диск испытывает сложное статическое и динамическое нагружение, которое приводит к разрушению стоек. Рассмотрен расчет напряженно-деформированное состояния стойки в наиболее опасном рабочем режиме. По полученным результатам формулируется постановка задачи оптимизации в конечно-элементном программном комплексе. Предлагаемый подход позволяет обеспечить повышение прочности стойки без внесения существенных изменений в исходную конструкцию.

Рассмотрено численное моделирование процесса горячей штамповки поковок колец подшипников для сельскохозяйственной техники с целью улучшения распределения волокнистой структуры в материале заготовки. Предложен альтернативный процесс штамповки с использованием формовки в два этапа. При численном моделировании процесса горячей штамповки решаются краевые контактные задачи теплопроводности и термоупругопластичности с соответствующими граничными условиями методом конечных элементов. Контактные задачи решаются с учетом трения и теплового контакта. Волокнистая структура материала заготовки представлена в виде линий Лагранжа, которые выводятся при определении параметров напряженно-деформированного состояния заготовки. Сравнение полученных результатов картин укладки волокон при двух различных процессах штамповки показало эффективность предложенного технологического процесса штамповки, который дает возможность повысить износостойкость дорожки качения подшипникового кольца, что позволяет увеличить долговечность подшипников, тем самым обеспечивая надежную работу сельскохозяйственных машин.