Воронеж, Воронежская область, Россия
Продемонстрированы возможности исследования динамической устойчивости МТА методами многотельной динамики (MBD). Для этого использовался виртуальный стенд, созданный в среде CAD SolidWorks и CAE-приложении SolidWorks Motion. На нем моделировалось движение МТА на базе трактора МТЗ-82.1 оснащенного навесными модульными орудиями. Поверхность движения включала четыре типа препятствий, расположенных на отдельных участках последовательно. Для анализа стадий движения МТА использовался параметр высоты подъема геометрического центра каждого из колес над опорной поверхностью и факт опрокидывания агрегата. Он показал, что преодоление одиночного линейного, одиночного последовательного и группового линейного препятствий при скорости 3,22 м/с происходит без потери устойчивости. Лишь при преодолении группового последовательного препятствия наблюдаются значительные колебания рамы трактора, однако из-за балансирной подвески передних колес они не всегда ведут к опрокидыванию агрегата. В дальнейшем с применением разработанного виртуального стенда возможно проведение исследований динамической устойчивости разных конфигураций МТА. При этом кроме трактора МТЗ 82.1 могут использоваться модели других тракторов. Также возможно изменение геометрии препятствий, углов наклона опорной поверхности, скоростного режима, параметров контакта и т.д.
МТА, 3D-CAD, CAE, многотельная динамика, препятствия, виртуальный эксперимент, анализ
ВВЕДЕНИЕ
Проблеме обеспечения устойчивости автомобильного транспорта и различных машинно-тракторных агрегатов посвящено множество работ, однако до сих пор она остается актуальной и однозначно не решена. Наиболее известным и распространенным методом исследования устойчивости является метод натурных испытаний, однако он является самым материально затратным и продолжительным по времени, так как требует наличия натурного образца. Альтернативой натурным испытаниям выступают расчетные исследования, базирующиеся на компьютерном моделировании [2-11]. Современные компьютерные технологии многотельного моделирования (Multibody Dynamics, MBD) позволяют учитывать множество факторов, например, распределение масс, моментов инерции элементов в пространственной модели, кинематику подвижных частей, наличие упругих элементов и т.д. [4].
ЦЕЛЬ ИССЛЕДОВАНИЯ
Целью исследования является изучение динамической устойчивости МТА при его движении по поверхности с различными типами препятствий с применением виртуального стенда.
1. Бартенев И.М., Лысыч М.Н. Общая концепция блочно-модульного построения лесных почвообрабатывающих орудий // Тракторы и сельхозмашины. – 2019. – №1. – С. 18-26.
2. Бутин Д.А., Костин С.Ю., Васильев А.А., Середа П.В. Исследования устойчивости легкого коммерческого автомобиля в зависимости от жесткости несущей системы // Фундаментальные исследования. – 2017. – № 1. – С. 21-26.
3. Выгонный А.Г., Колесникович А.Н., Харитончик С. Технологии виртуальных испытаний автотракторной техники: комплексная оценка показателей управляемости и устойчивости // Материалы 79-й международной научно-технической конференции ААИ (3-4 октября 2012 г.). – 2012. – С. 9–15.
4. Выгонный А.Г. Компьютерное моделирование устойчивости и маневренности седельного автопоезда // Автомобильная промышленность. – 2011. – № 7. – С. 35–36.
5. Колесникович А.Н., Альгин В.Б., Харитончик С.В. Виртуальные испытания транспортных средств на статическую устойчивость // Повышение конкурентоспособности автотранспортных средств: сб. науч. тр. – 2004. – С. 229-233.
6. Azad N.L., McPhee J., Khajepour A. Off-road lateral stability analysis of an articulated steer vehicle with a rear-mounted load // Int. J. Veh. Syst. Model. Test. – 2005. – Т. 1. № 1–3. – С. 106–130.
7. Bietresato M., Mazzetto F. Increasing the safety of agricultural machinery operating on sloping grounds by performing static and dynamic tests of stability on a new-concept facility // Int. J. Saf. Secur. Eng. – 2018. – Т. 8. № 1. – С. 77–89.
8. Duan Z.H. Tilting stability analysis and experiment of the 3-DOF lifting platform for hilly orchards // Int. J. Agric. Biol. Eng. – 2018. – Т. 11. № 6. – С. 73–80.
9. Lysych M.N. Three-dimensional virtual dynamometer to measure the process of overcoming obstacles by disc cultivator // IOP Conf. Ser. Earth Environ. Sci. – 2019. – Т. 392. – С. 12054.
10. Tumasov A. V. Influence of LCV bearing stiffness on its static and dynamic characteristics of stability and steerability // Mater. Phys. Mech. – 2019. – Т. 41. № 1. – С. 111–115.
11. Zhou S., Zhang S. Study on tractor semi-trailer roll stability control // Open Mech. Eng. J. – 2014. – Т. 8. – С. 238–242.
