Воронеж, Воронежская область, Россия
Статья посвящена исследованию процесса взаимодействия упруго закрепленных почвообрабатывающих рабочих органов и препятствий средствами компьютерных приложений, моделирующих динамику движения 3d-моделей (MDB), созданных в среде САПР. Описывается конструкция виртуального стенда и динамометрического блока, реализованная в среде САПР SolidWorks и приложении для моделирования динамики движения SolidWorks Motion. Виртуальный стенд позволяет одновременно фиксировать все составляющие вектора тягового сопротивления (Rx, Ry, Rz).Как пример использования виртуального стендаприводятся измеренные объемные силовые характеристики процесса преодоления пня секцией модульного дискового культиватора и силы, возникающие на пружине предохранительного механизма. Также для более детального исследования силовых характеристик предохранительного механизма моделировался процесс въезда рабочего органа на препятствие клиновой формы с плоской контактной поверхностью и постоянным углом подъема. Это дало возможность получить силовые характеристики движения рабочих органов по горизонтальной поверхности препятствий любых допустимых высот за один эксперимент и оценить параметры предохранительного механизма. Данные с участка непосредственного взаимодействия рабочего органа с препятствием были аппроксимированы полиномом второй степени, что позволило рассчитать значения сил при различных высотах препятствия (0, 10, 20, 30, 40см) и установить их максимумы: RXmax=1075,22Н (высота 10,42см ) , RYmax=977,01Н (высота 13,75см), RZmax=3876,45Н (высота 12,08см). Полученные с применением виртуального стенда данные могут анализироваться непосредственно в приложении в режиме реального времени, либо выводиться в сторонние программы где происходит их окончательная обработка. В дальнейшем они могут использоваться как для оптимизации конструкций рабочих органов и предохранительных механизмов, так и для достоверной имитации возмущений при моделировании рабочего процесса машинно-тракторного агрегата в целом.
многотельная динамика, САПР, пространственное динамометрирование, почвообрабатывающие рабочие органы, препятствия, вырубка
1. Лысыч, М. Н. Использование САПР для обоснования конструктивных и прочностных параметров почвообрабатывающих орудий / М.Н. Лысыч, М.Л. Шабанов, П.В Захаров // Современные проблемы науки и образования. - 2013. - № 4.
2. Chen, Y. A discrete element model for soil-sweep interaction in three different soils [Текст] / Y.Chen, L.J.Munkholm, T.A.Nyord // Soil & Tillage Research. - 2013. - №126. - C. 34-41.
3. Hang, C. Discrete element simulations and experiments of soil disturbance as affected by the tine spacing of subsoiler [Text] / C. Hang [et al.]// Biosystems Engineering. - 2017. - №168. - C. 73-82.
4. Ibrahmi, A. Study the effect of tool geometry and operational conditions on mouldboard plough forces and energy requirement: Part 1. Finite element simulation [Text] / A. Ibrahmi [et al.]// Computers and Electronics in Agriculture. - 2015. - № 117. - C. 258-267.
5. Lutchmeea, B.B.S. Design of a partially parallel stump jump using computer-aided design [Text] // Thesis Submitted for the degree Master of Applied Science / The University of Adelaide. - Australia. - 1997. - 126 р.
6. Ovsyanko, V. The computer modeling of interaction between share-moulboard surface of plough and soil [Text] / V. Ovsyanko, A. Petrovsky // J. Res. Appl. Agric. Eng. - 2014. - vol. 59, № 1. - C. 100-103.
7. Posmetyev, V.I. Substantiation and evaluation of effectiveness of perspective constructions of forest tractors ancillary equipment [Text]/ V.I. Posmetyev[et al.] // ARPN J. Eng. Appl. Sci. - 2016. - vol. 11, № 3. - С. 1840-1855.
8. Teixeira R.R. Multibody Dynamics Simulation of an Electric Bus [Text]/ R.R.Teixeira, S.R.D.S.Moreira, S.M.O. Tavares // Procedia Engineering. - 2015. - №114. - C. 470-477.
9. Ucgul, M. Comparison of the discrete element and finite element methods to model the interaction of soil and tool cutting edge [Text] / M. Ucgul, C. Saunders, J.M. Fielke // Biosystems Engineering. - 2018. - №169. - C. 199-208.
10. Wu G.Ride comfort evaluation for road vehicle based on rigid-flexible coupling multibody dynamics [Text] / G.Wu, G.Fan, J.Guo // Theoretical & Applied Mechanics Letters. - 2013. - №3. - C. 13004.
