Моделирование динамики промышленного трактора при низкочастотном вибровозбуждении со стороны гусеничного движителя

Автор: Абызов Алексей Александрович, Мухиддинзода Камолиддини Джамолиддин, Некрасов Сергей Геннадьевич

Журнал: Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Машиностроение @vestnik-susu-engineering

Статья в выпуске: 1 т.23, 2023 года.

Бесплатный доступ

Статья посвящена разработке математической модели промышленного трактора с полужесткой подвеской. Модель предназначена для расчетного исследования вибраций на месте водителя, вызванных низкочастотным воздействием со стороны гусеничного движителя. Выполнен обзор известных математических моделей, описывающих динамику системы «грунт - гусеничный движитель - корпус трактора - кабина - виброзащитное кресло - водитель». Рассмотрены различные методы моделирования грунта и гусениц трактора. Для моделирования подсистемы «грунт - гусеница - опорные катки - тележка» предложено использовать пакет программ ANSYS Motion. Модель подробно описывает ходовую систему с учетом реальной геометрии траков гусениц, расстановки опорных катков, а также других конструктивных особенностей. Для описания деформирования грунта в пакете программ используются зависимости, предложенные Беккером и Вонгом. В статье представлены результаты моделирования динамики гусеничной тележки промышленного трактора Т-130 Челябинского тракторного завода при движении по деформируемому грунту. Расчеты выполнены для трех видов грунта и для различного расположения опорных катков. Получены процессы вертикальных и угловых перемещений тележки. Анализ результатов расчетов показал, что предложенная модель отображает влияние свойств грунта и конструкции ходовой системы на колебания движущегося трактора. Полученные в результате моделирования процессы будут использованы в качестве входного воздействия для модели, описывающей подсистему «корпус трактора - кабина - виброзащитное кресло - водитель». Модель будет использована для расчетных исследований при оптимизации виброзащиты оператора трактора. Предполагается разработать рекомендации по изменению расстановки опорных катков и упругодемпфирующих характеристик элементов виброзащиты для минимизации вибрационного воздействия на оператора трактора.

Еще

Математическая модель, трактор, гусеничный движитель, динамическое воздействие

Короткий адрес: https://sciup.org/147240355

IDR: 147240355 | DOI: 10.14529/engin230106

Список литературы Моделирование динамики промышленного трактора при низкочастотном вибровозбуждении со стороны гусеничного движителя

Мицын, Г.П. Моделирование процесса взаимодействия гусеничного движителя промышленного трактора с грунтом / Г.П. Мицын, И.Я. Березин, Д.В. Хрипунов // Инженерная защита окружающей среды в транспортно-дорожном комплексе: Сб. науч. тр. МАДИ. – М.: МАДИ, 2002. – С. 217–236.
Эксплуатационная нагруженность и моделирование динамики гусеничного бульдозернорыхлительного агрегата / В.К. Халтурин, И.Я. Березин, А.А Абызов и др. // Тракторы сельхозмашины. – 2013. – № 2. – С. 16–19.
Моделирование процесса формирования вибрационного нагружения рабочего места оператора промышленного трактора / И.Я. Березин, Ю.О. Пронина, П.А. Тараненко и др. // Тракторы и сельхозмашины. – 2016. – № 8. – С. 14–18.
СН 2.2.4/2.1.8.566-96. Федеральные санитарные правила, нормы и гигиенические нормативы. Производственная вибрация, вибрация в помещениях жилых и общественных зданий. – М.: Изд-во стандартов, 1997. – 20 с.
Гинзбург, Ю.В. Промышленные тракторы / Ю.В. Гинзбург, А.И. Швед, А.П. Парфенов. – М.: Машиностроение, 1986. – 296 с.
Nguyen, Q. Mathematical Model for Vibration Analysis of Tracked Vehicle / Q. Nguyen, J. Furch // International Conference on Military Technologies (ICMT). – IEEE, 2019. – P. 1–4. DOI: 10.1109/MILTECHS.2019.8870060
Sojka, M. Mathematical model of suspension of tracked vehicles / M. Sojka, Š. Čorňák // Interna-tional Conference on Military Technologies (ICMT). – IEEE, 2017. – P. 111–114. DOI: 10.1109/MILTECHS.2017.7988741
Li, S. Vibration analysis and simulation verification for suspension of track tractor / S. Li, J. Zhang, Du Y. //AIP Conference Proceedings. – AIP Publishing LLC, 2019. –Vol. 2154 –No. 1.– P. 020041. https://doi.org/10.1063/1.5125369
Баловнев, В.И. Моделирование процессов взаимодействия со средой рабочих органов дорожно-строительных машин / В.И. Баловнев. – М.: Высшая школа, 1981. – 335 с.
Кацыгин, В.В. Основы теории выбора оптимальных параметров мобильных сельскохозяйственных машин и орудий / В.В. Кацыгин. – Минск: Урожай, 1965. – 241 с.
Bekker, M.G. Theory of Land Locomotion. The Mechanics of Vehicle Mobility / M.G. Bekker // University of Michigan Press, 2016. – 530 р.
Wong, J.Y. Theory of ground vehicles / J.Y. Wong // 3rd ed. John Wiley & Sons, 2001. – 528 p.
Asaf, Z. Evaluation of Link–Track Performances using DEM / Z. Asaf, D. Rubin- stein, I. Shmulevich // Journal of Terramechanics. – 2006. – № 43. – P. 141–161. DOI: 10.1016/j.jterra.2004.10.004
Zhang, R. Simulation on Mechanical Behavior of Cohesive Soil by Distinct Element Method / R. Zhang, J. Li. // Journal of Terramechanics. – 2006. – № 43. – P. 303–316. DOI: 10.1016/j.jterra.2005.05.006
Hambleton, J.P. Modeling Wheel-Induced Rutting in Soils: Indentation / J.P. Hambleton, A. Drescher // Journal of Terramechanics. – 2008. – № 45. – P. 201–211. DOI: 10.1016/j.jterra.2008.11.001
Maclaurin, B. A skid steering model with track pad flexibility. / B. Maclaurin // Journal of Terramechanics. – 2007. – No. 44. – P. 95–110. DOI: 10.1016/j.jterra.2006.03.002
Matsumoto, Y. Mathematical Models for the Apparent Masses of Standing Subjects Exposed to Vertical Whole-Body Vibration / Y. Matsumoto, M. J. Griffin // Journal of Sound and Vibration. – 2003. – Vol. 260. – No. 3. – P. 431–451. DOI: 10.1016/S0022-460X(02)00941-0
Szczepaniak, J. Vibration energy absorption in the whole-body system of a tractor operator / J. Szczepaniak, W. Tanas, J. Kromulski // Ann Agric Environ Med. – 2014. – No. 21(2). P. 399–402. DOI: 10.5604/1232-1966.1108612
Behari, N. Vibration transmissibility behaviour of high order biodynamic models used in vehicle seat design / N. Behari, M. Noga // Journal of KONES. – 2016. – Vol. 23. – №. 3. – P. 33–40. DOI: 10.5604/12314005.1216399
ISO 5982:2001. International Organization for Standardization. Mechanical Vibration and Shock: Range of Idealized Values to Characterize Seated-Body Biodynamic Response Under Vertical Vibration. – International Organization for Standardization, 2002. – 28 p.
Ansys Motion Multibody Dynamics Simulation Software. – https://www.ansys.com/products/ structures/ansys-motion (дата обращения: 10.01.2023).
Моделирование гусеничных движителей в ANSYS Motion. – https://caeclub.ru/ publications/modelirovanie-gusenichnyh-dvizhiteley-v-ansys-motion (дата обращения: 10.01.2023).

Еще

Статья научная