Voronezh, Voronezh, Russian Federation
Рассмотрены вопросы исследования динамической устойчивости МТА методами многотельной динамики (MBD). Для создания имитационной модели использован метод виртуального моделирования в среде CAD SolidWorks и CAE-приложении SolidWorks Motion. В качестве объекта моделирования и исследования выбран МТА на базе трактора МТЗ-82.1. Была создана 3D-модель трактора, оснащенного передним и задним навесными устройствами. При этом были сохранены все основные конструктивные элементы и их ключевые геометрические и массо-инерционные параметры. Далее были сокращены и исключены из массо-инерционных расчетов все неподвижные элементы трактора. Для их замены использован шар равный им по массе из пользовательского материала повышенной плотности. Регулировкой положения шара центр масс упрощенной модели был приведен к реальному эксплуатационному центру масс трактора. Это упрощение позволяет выполнять имитационное моделирование с минимальной загрузкой компьютера. Агрегатирование трактора производилось с передне- и задненавесными модульными орудиями. Был смоделирован испытательный трек, состоящий из четырех испытательных участков с несдвигаемыми препятствиями ориентированными перпендикулярно к направлению движения агрегата. Приводятся параметры взаимодействия контактной пары опорная поверхность–колеса. Продемонстрирован процесс имитационного моделирования динамической устойчивости МТА на виртуальном стенде с контролем комплекса исследуемых параметров.
МТА, 3D-САПР, многотельная динамика, динамическая устойчивость, виртуальный стенд
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 это является самым материально затратным и продолжительным по времени методом, т.к. требуется наличие натурного образца. Альтернативой натурным испытаниям всегда выступали расчетные исследования, базирующиеся на компьютерном моделировании [2-11]. С развитием технологий компьютерного моделирования совершенствуются как расчетные методы, так и математические модели, и тем самым существенно сокращается время и материальные затраты на проектирование и доводку нового новой техники. Существующие математические модели, как правило, содержат множество упрощений, например, не учитывают все связи и особенности его конструкции. Современные компьютерные технологии многотельного моделирования (Multibody Dynamics – MBD), основанные на таких программах как MSC.ADAMS, SolidWorks Motion, LMS Virtual.lab, SimPack, TruckSim, и др. в отличие от классических методов составления математических моделей позволяют учитывать множество факторов, например, распределение масс, моментов инерции элементов в пространственной модели, кинематику подвижных частей, наличие упругих элементов и т.д. [4].
1. Bartenev I.M., Lysych M.N. Obschaya koncepciya blochno-modul'nogo postroeniya lesnyh pochvoobrabatyvayuschih orudiy // Traktory i sel'hozmashiny. - 2019. - №1. - S. 18-26.
2. Butin D.A., Kostin S.Yu., Vasil'ev A.A., Sereda P.V. Issledovaniya ustoychivosti legkogo kommercheskogo avtomobilya v zavisimosti ot zhestkosti nesuschey sistemy // Fundamental'nye issledovaniya. - 2017. - № 1. - S. 21-26.
3. Vygonnyy A.G., Kolesnikovich A.N., Haritonchik S. Tehnologii virtual'nyh ispytaniy avtotraktornoy tehniki: kompleksnaya ocenka pokazateley upravlyaemosti i ustoychivosti // Materialy 79-y mezhdunarodnoy nauchno-tehnicheskoy konferencii AAI (3-4 oktyabrya 2012 g.). - 2012. - S. 9-15.
4. Vygonnyy A.G. Komp'yuternoe modelirovanie ustoychivosti i manevrennosti sedel'nogo avtopoezda // Avtomobil'naya promyshlennost'. - 2011. - № 7. - S. 35-36.
5. Kolesnikovich A.N., Al'gin V.B., Haritonchik S.V. Virtual'nye ispytaniya transportnyh sredstv na staticheskuyu ustoychivost' // Povyshenie konkurentosposobnosti avtotransportnyh sredstv: sb. nauch. tr. - 2004. - S. 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. - T. 1. № 1-3. - S. 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. - T. 8. № 1. - S. 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. - T. 11. № 6. - S. 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. - T. 392. - S. 12054.
10. Tumasov A. V. Influence of LCV bearing stiffness on its static and dynamic characteristics of stability and steerability // Mater. Phys. Mech. - 2019. - T. 41. № 1. - S. 111-115.
11. Zhou S., Zhang S. Study on tractor semi-trailer roll stability control // Open Mech. Eng. J. - 2014. - T. 8. - S. 238-242.
