Mobile machine design through dynamic load simulation on their drive units

Abstract

Введение. Проектирование мобильных машин невозможно без учета колебательных параметров их агрегатов, что требует разработки специализированных динамических моделей, учитывающих вероятностный характер этих параметров. Основная причина возникновения колебательных воздействий обусловлена неровностью профиля пути мобильной машины и непостоянством физико-механических характеристик почвы. Задачи, учитывающие эти особенности, с достаточной точностью решаются линейно, но в многомерных динамических системах такой подход недопустим ввиду наличия большого количества взаимных связей. Цель работы — сравнительный анализ эффективности существующих методик расчета статистических характеристик некоррелированных внешних воздействий применительно к мобильной машине, представленной в виде многомерной динамической системы с воздействиями, имеющими различные корреляционные связи. Материалы и методы. Внешние воздействия в многомерных динамических системах рассмотрены в матричной форме. При вычислении статистических характеристик учтены взаимные связи в матрицах спектральных плотностей, определены элементы главных и побочных диагоналей, учитываются корреляционные связи между воздействиями. Эти особенности значительно усложняют вычисления. Поэтому, чтобы получить матрицы некоррелированных воздействий, матрица внешних воздействий приведена к диагональному виду. Результаты исследования. Применением различных методик расчета проведено численное сравнение спектральных плотностей и интенсивности колебаний мобильной машины при варьировании скоростей движения и характера микропрофиля агрофона. Определенные характеристики спектральных плотностей и колебаний мобильных машин агропромышленного комплекса позволили выработать рекомендации по практическому применению представленных зависимостей для проектирования данной техники. Обсуждение и заключения. Результаты решения матрицы спектральных плотностей внешних воздействий различными методами представлены на графике спектральных скоростей колебаний. Анализ графических зависимостей показал, что идентичные результаты, вне зависимости от метода расчета, получаются только для машин со слабыми функциональными связями при некоррелированном внешнем воздействии агрофона. Для некоторых случаев установлены резонансные скорости движения машины. Графически показано влияние неровностей агрофона на интенсивность колебаний узлов машины и рассеивание нагрузок на агрегаты.