Представлен анализ напряженно-деформированного состояния (НДС) рамы культиватора «Сибиряк-4.2» с использованием метода конечных элементов (МКЭ) в программе ANSYS. Рама культиватора является одной из ключевых конструктивных элементов, от ее надежности и долговечности зависит эффективная эксплуатация сельскохозяйственной техники. Цель исследования - выявление критических зон и потенциальных мест разрушения конструкции, что позволит повысить ее эксплуатационные характеристики и надежность. В работе проведен детальный расчет НДС рамы, учитывающий эксплуатационные нагрузки, включая тяговые усилия от трактора, собственный вес культиватора и навесного оборудования. Для моделирования использована программа ANSYS с высокоточными расчетами и визуализацией результатов в виде распределений напряжений и деформаций. Применение МКЭ дает возможность детально изучить распределение напряжений по всей конструкции и определить наиболее нагруженные элементы. В процессе анализа использованы стандартные справочные данные по механическим свойствам стали, из которой изготовлена рама. По результатам моделирования: максимальные напряжения возникают в определенных узлах и соединениях рамы, что может привести к ее разрушению при длительной эксплуатации. Представленные в статье методики и результаты могут быть использованы при проектировании и модернизации сельскохозяйственных машин. Статья будет полезна инженерам и исследователям, занимающимся разработкой и анализом сельскохозяйственной техники, а также специалистам в области применения МКЭ для оценки прочности и долговечности конструкций.
This article presents an analysis of the stress-strain state (SSS) of the frame of the Sibiryak-4.2 cultivator using the finite element method (FEM) in the ANSYS program. The cultivator frame is one of the key structural elements, on the reliability and durability of which the effective operation of agricultural machinery depends. The purpose of the study is to identify critical areas and potential places of structural failure, which will improve its performance and reliability. The work carried out a detailed calculation of the SSS of the frame, taking into account operational loads, including traction from the tractor, the dead weight of the cultivator and attachments. The ANSYS program was used for modeling, which allows for high-precision calculations and visualization of the results in the form of stress and strain distributions. The use of FEM makes it possible to study in detail the stress distribution throughout the entire structure and determine the most loaded elements. During the analysis, standard reference data on the mechanical properties of the steel from which the frame is made was used. The simulation results showed that maximum stresses arise in certain nodes and joints of the frame, which can lead to its destruction during long-term operation. The methods and results presented in the article can be used in the design and modernization of agricultural machines. The article will be useful to engineers and researchers involved in the development and analysis of agricultural machinery, as well as specialists in the field of application of FEM to assess the strength and durability of structures.