Исследование динамики движения зерно- и кормоуборочных комбайнов методами математического и имитационного моделирования

Рассмотрена математическая модель движения зерно- и кормоуборочного комбайна, показана возможность ее алгоритмизации в программном комплексе, а также приведены данные, подтверждающие ее адекватность. Математическая модель включает динамические и кинематические уравнения связи угловых и линейных скоростей с угловыми и пространственными координатами. Особенность модели заключается в применении набора систем координат, что позволило учесть не только массогабаритные и компоновочные особенности исследуемого вида машин, но и характер взаимодействия эластичного колеса с демпфируемым основанием. В приведенной модели скорость движения комбайна задается не принудительно изменением координаты центра масс остова, а формируется моделированием процесса взаимодействия ведущих колес с опорным основанием. Такой подход обеспечивает более адекватное описание процесса криволинейного движения комбайна, позволяет моделировать трогание машины, разгон, торможение, преодоление препятствий, процессы буксования и юза с учетом характеристик шины и сцепных свойств грунта. Принятый подход обеспечивает достаточную точность модели при минимальном наборе факторов и требований для вычисления. На основе разработанной математической модели составлена модель в среде имитационного моделирования Simulink программного комплекса MATLAB. Представлены экспериментальные и расчетные данные, полученные в результате имтационного моделирования. Сопоставление действующих сил и спектральных плотностей ускорения в основных частях комбайна показало достаточную сходимость результатов. Выявленная неточность обусловлена несоответствием численного описания опорной поверхности и испытательной дороги, представлением остова комбайна как абсолютно жесткого тела, отличиями упруговязких свойств шин. Сделаны выводы и определены направления дальнейших исследований, обеспечивающих улучшение эксплуатационных свойств самоходных комбайнов за счет систем подрессоривания колес и рабочих органов.

самоходный комбайн, динамика движения, математическая модель, имитационная модель, подрессоривание