Цифровой двойник шасси грузового электротранспортного средства сельскохозяйственного назначения

Актуальность. Статья посвящена изучению и оптимизации параметров шасси грузового электрического транспортного средства, в зависимости от дорожных условий в процессе выполнения транспортной задачи сельскохозяйственного предприятия, методом имитационного моделирования.
Цель: исследование цифрового двойника подвески образца техники для оптимизации ее технических характеристик.
Методы: по разработанной математической модели подвески электротранспортного средства и ее расчетным характеристикам была составлена имитационная модель шасси грузового электротранспортного средства. Имитационная модель содержит параметры неровности дорожного покрытия, а также задаваемую скорость и продольное ускорение цифрового двойника. Объектами исследований были выбраны упруго-демпфирующие характеристики элементов подвески электротранспортного средства.
Результаты: Приведены результаты имитационных испытаний цифрового двойника шасси электротранспортного средства при прохождении препятствия в виде ямы в 5∙10^-2 мм, а также рассмотрен случай максимального ускорения электротранспортного средства с места в 3 м/с ² . Результатом имитационного моделирования стала зависимость движения кузова по вертикальной оси z ̇ (м/с) и скорости изменения угла наклона кузова в продольной плоскости (раскачивания кузова) θ ̇ (рад/с), от времени прохождения препятствия. Проведенный анализ работы подвески электротранспортного средства обосновал характеристики, полученные расчетным путем. Подвеска электротранспортного средства позволяет обеспечивать плавность хода в диапазоне 1,5-2,5 Гц.

1. Лобачевский Я. П., Лачуга Ю. Ф., Измайлов А. Ю., Шогенов Ю. Х. Научно-технические достижения агроинженерных научных организаций в условиях цифровой трансформации сельского хозяйства. Техника и оборудование для села. 2023. № 4 (310). С. 2-5.

2. Лобачевский Я. П., Дорохов А. С. Цифровые технологии и роботизированные технические средства для сельского хозяйства. Сельскохозяйственные машины и технологии. 2021. Т. 15. № 4. С. 6-10.

3. Лобачевский Я. П., Миронов Д. А. и др. Эффекты от применения цифровых двойников в сельском хозяйстве. Труды Кубанского государственного аграрного университета. 2023. № 103. С. 71-78.

4. Подколзин П. С. Анализ перспектив производства отечественных грузовых мототранспортных средств. Известия ТулГУ. Технические науки. 2023. № 1. С. 43-47.

5. Дзоценидзе Т. Д. Комплексные исследования новых транспортных средств сельскохозяйственного назначения. Вестник КрасГАУ. 2009. № 3 (30). С. 152-161.

6. Чекмарёв В. Н. Повышение эффективности эксплуатации транспортных средств в сельском хозяйстве (на примере перевозки картофеля). Вестник КГУ. 2006. Т. 12. № 11. С. 63-64.

7. Сыромятников Ю. Н. Пути снижения удельного давления колесных движителей на почву. Сельское хозяйство. 2017. № 4. С. 95-103.

8. Гуреев И. И., Климов Н. С. Модель нормирования механической нагрузки на почву при комплексной механизации региональных агротехнологий. Вестник Курской государственной сельскохозяйственной академии. 2018. № 1. С. 49-54.

9. Гуреев И. И. О нормативе затрат на ликвидацию последствий техногенной деградации почвы. Достижения науки и техники АПК. 2018. Т. 32. № 11. С. 75-78.

10. Гуськов В. В., Поварехо А. В. Влияние характеристик опорной поверхности на тягово-сцепные свойства колесных машин. Вестник Белорусско-Российского университета. 2019. № 3 (64). С. 15-27.

11. Левин А. И., Винокуров Г. Г. Влияние статистических характеристик профиля дороги на колебания подвески автомобильной техники Севера. Вестник Северо-Восточного федерального университета им. М.К. Аммосова. 2018. № 5 (67). С. 54-64.

12. Оберемок В. А., Аванесян А. М., Демьяновский К. Н., Меликов И. М. Анализ влияния характеристик подвески и шин на нагруженность колес автомобиля при движении по стерневому фону. Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета. 2015. № 109. С. 971-980.

13. Алакин В. М. Методы моделирования рабочих процессов передней подвески полноприводного автомобиля. Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук. 2016. № 7-5. С. 5-12.

14. Левин А. И., Винокуров Г. Г. Использование теории динамических систем для моделирования колебаний подвески автомобильной техники Севера. Вестник Северо-Восточного федерального университета им. М. К. Аммосова. 2017. № 5 (61). С. 57-66.

15. Власов В. Г., Доморозов А. Н., Нгуен В. Н. Математическая модель процесса колебания подрессоренной и неподрессоренной масс автомобиля на опорной платформе вибростенда KDXG. Вестник Иркутского государственного технического университета. 2011. № 12 (59). С. 160-167.

16. Горобцов А. С., Поляков Ю. А., Лебедев А. И. Влияние коэффициентов демпфирования адаптивных гидропневматических подвесок на вибронагруженность автомобиля. Вестник МГТУ им. Н. Э. Баумана. Сер. Машиностроение. 2014. № 2 (95). С. 122-132.

17. Дубровский А. Ф., Алюков А. С., Алюков С. В. и др. Сравнительный анализ методов аппроксимации рабочей характеристики упругого элемента подвески автомобиля. ЮУрГУ. Серия: Машиностроение. 2017. Т. 17. № 4. С. 5-12.

18. Кузьмин В. А., Федоткин Р. С., Крючков В. А. Разработка имитационной модели для оценки эффективности виброзащиты системы подрессоривания колесного сельскохозяйственного трактора класса 4. Инновации в сельском хозяйстве. 2018. № 2 (27). С. 340-347.

19. Кузьмин В. А., Федоткин Р. С., Крючков В. А. Искусственная нейронная сеть для обоснования параметров ходовых систем тракторов. Сельскохозяйственные машины и технологии. 2017. № 4. С. 24-30.

20. Вольская Н. С., Чичекин И. В. Корректировка расчетов на плавность хода колесных машин по их динамическим моделям. Известия МГТУ. 2013. № 2 (16). С. 241-248.

21. Юхин И. А., Успенский И. А. Математическая модель движения универсального транспортного средства по полю. Научный журнал КубГАУ. 2013. № 92. С. 381-391.

22. Сидорова А. В., Степин П. И., Сидоров В. Н. Имитационное моделирование колебаний центра масс колесной машины с помощью программы Simulink. Инженерный вестник Дона. 2020. № 4 (64). С. 3.

23. Кравец В. Н. Теория автомобиля. М.: Машиностроение, 2007. 273 с.

24. Балабин И. В. Испытания автомобилей. М.: Машиностроение, 1988. 203 с.