Оценка влияния учета податливости рамы фронтального погрузчика на возникающие нагрузки в системе динамики твердых тел

Обложка


Цитировать

Полный текст

Аннотация

Обоснование. Для моделирования движения транспортных средств широко используют динамические модели. Увеличение точности расчётов достигается за счёт добавления в модель податливых тел, что приводит к усложнению выполняемой задачи. Поэтому возникает необходимость в оценке влияния учёта податливости элементов модели на получаемые результаты.

Цель работы — оценка влияния податливости несущей системы фронтального погрузчика на возникающие нагрузки в системе динамики твёрдых тел.

Материалы и методы. Решение задачи представлено на примере динамической модели фронтального погрузчика (ФП) массой 14,5 т с несущей системой с жёстко закреплёнными колёсными движителями к передней полураме и качающимся мостом на задней полураме. Данный способ крепления позволяет оценивать влияние податливости элементов ФП путём сравнения вертикальных реакций, возникающих в пятне контакта колёс с опорной поверхностью. Модели динамики выполнены в приложении NX 2206 программного комплекса NX Motion.

Результаты. Проведено сравнение вертикальных нагрузок, возникающих на колёсных движителях в заданных нагрузочных режимах (симметричных и кососимметричных), с использованием абсолютно жёсткой и податливой моделей несущей системы. Получено, что нагрузки для кососимметричных режимов нагружения могут отличаться до 20% в зависимости от жёсткости рамы.

Заключение. В результате проведённого исследования можно утверждать, что учёт податливости несущей системы транспортного средства значительно влияет на получаемые результаты в процессе моделирования.

Об авторах

Павел Сергеевич Рубанов

Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана

Автор, ответственный за переписку.
Email: rubanov_ps@bk.ru
ORCID iD: 0009-0000-2055-2046

студент кафедры «Колёсные машины»

Россия, Москва

Роман Борисович Гончаров

Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана

Email: goncharov.roman@bmstu.ru
ORCID iD: 0000-0003-4805-967X
SPIN-код: 1180-9530
Scopus Author ID: 816252

канд. техн. наук, доцент кафедры «Колёсные машины»

Россия, Москва

Глеб Игоревич Скотников

Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана

Email: skotnikovg@bmstu.ru
ORCID iD: 0000-0003-3162-5356
SPIN-код: 5025-1660

канд. техн. наук, ассистент кафедры «Колёсные машины»

Россия, Москва

Василий Александрович Горелов

Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана

Email: gorelov_va@bmstu.ru
ORCID iD: 0000-0002-2171-6302
SPIN-код: 1455-9984

профессор, д-р техн. наук, заведующий кафедрой «Многоцелевые гусеничные машины и мобильные роботы»

Россия, Москва

Владимир Станиславович Григорьев

Чебоксарский государственный университет им. И.Н. Ульянова

Email: wsgrig@chuvsu.ru
ORCID iD: 0000-0003-3437-9541
SPIN-код: 4989-7923

руководитель Чебоксарского инжинирингового центра транспортного и сельскохозяйственного машиностроения

Россия, Чебоксары

Список литературы

  1. Горелов В.А., Падалкин Б.В., Чудаков О.И. Математическая модель прямолинейного движения по деформируемой опорной поверхности двухзвенного седельного автопоезда с активным полуприцепным звеном // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Серия: Машиностроение. 2017. № 2(113). С. 121–138.
  2. Чудаков О.И., Анкинович Г.Г., Горелов В.А. Математическая модель прямолинейной динамики по недеформируемому опорному основанию седельного автопоезда с активным полуприцепом // Вестник машиностроения. 2017. № 3. С. 37–42.
  3. Вдовин Д.С., Чичекин И.В., Левенков Я.Ю. Прогнозирование усталостной долговечности элементов подвески полуприцепа на ранних стадиях проектирования // Труды НАМИ. 2019. №. 2. С. 14–23.
  4. Горелов В.А., Комиссаров А.И., Вдовин Д.С., и др. Анализ нагрузок рамы грузового автомобиля методом динамики систем тел с использованием конечно-элементной модели // Транспортные системы. 2020. № 4(18). С. 4–14. doi: 10.46960/62045_2020_4_4
  5. Zhu S.H., Xiao Z.J., Li X.Y. Vehicle frame fatigue life prediction based on finite element and multi-body dynamic // Applied Mechanics and Materials. 2012. Vol. 141. С. 578–585.
  6. Юдаков А.А. Принципы построения общих уравнений динамики упругих тел на основе модели Крейга–Бэмптона и их практически значимых приближений // Вестник Удмуртского университета. Математика. Механика. Компьютерные науки. 2012. № 3. С. 126–140. doi: 10.20537/vm120312
  7. Гончаров Р.Б., Рябов Д.М. Методика расчёта нагрузок, действующих в направляющих элементах подвески автомобиля при преодолении препятствий // Известия МГТУ “МАМИ“. 2015. Т. 9, № 3–1. C. 129–135. doi: 10.17816/2074-0530-67249
  8. Левенков Я.Ю., Вольская Н.С. Сглаживающая способность пневматической шины автомобильного колеса при взаимодействии с твёрдой неровной опорной поверхностью // Технология колёсных и гусеничных машин. 2015. № 1. С. 20–26.
  9. Вольская Н.С., Левенков Я.Ю., Русанов О.А. Моделирование автомобильной пневматической шины, взаимодействующей с твёрдой неровной опорной поверхностью // Наука и образование. 2013. № 5. С. 107–124. doi: 10.7463/0513.0571409
  10. Farid M.L. Fundamentals of multibody dynamics: theory and applications. Basel: Birkhäuser, 2006.
  11. Kong Y.S., Abdullah S., Omar M.Z., et al. Side force analysis of suspension strut under various load cases// Jurnal Teknologi. 2016. Vol. 78, N 6. P. 85–90. doi: 10.11113/jt.v78.9193
  12. Bremer H. Elastic Multibody Dynamics. Berlin: Springer Science+Business Media, 2008.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
2. Рис. 1. Общий вид динамической модели.

Скачать (307KB)
3. Рис. 2. Конечно-элементная модель и её параметры.

Скачать (227KB)
4. Рис. 3. Въезд в горку под углом.

Скачать (429KB)
5. Рис. 4. Въезд в горку под прямым углом.

Скачать (354KB)
6. Рис. 5. Переезд препятствия.

Скачать (408KB)
7. Рис. 6. Движение в повороте.

Скачать (371KB)

© Эко-Вектор, 2023

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).