Математическое моделирование движения шарнирно-сочлененной колесной машины с упругим элементом в соединительном шарнире

Аннотация

Полученная динамическая модель движения шарнирно-сочлененного колесного трактора по неровностям учитывает основные конструктивные параметры, влияющие на устойчивость его положения в плоскости, перпендикулярной к опорной поверхности, а также характеристики опорной поверхности. Для построения уравнений движения секций трактора использовано уравнение Лагранжа второго рода и, исходя из конструктивных особенностей шарнирно-сочлененного колесного трактора, принят ряд предположений для упрощения математической модели. В рассматриваемом варианте соединительный шарнир трактора представляет собой конструкцию с упругим элементом. Изменение углов наклона образующих неровностей поверхности под колесами секций шарнирно-сочлененного трактора задано в виде периодических функций. В качестве параметра динамической устойчивости положения рассмотрены угловые скорости секций в поперечной плоскости, перпендикулярной к опорной поверхности.

Наличие упругой связи в горизонтальном шарнире влияет на устойчивость против опрокидывания и может быть выполнена в различном конструктивном исполнении. Одним из таких вариантов является применение пружин или пружины, которые во время колебаний секций машины во время движения по неровностям перераспределяют энергию колебаний наименее устойчивой передней секции к более устойчивой задней, при этом частично уменьшая эту энергию. Таким образом, система будет более устойчивой от опрокидывания и обеспечит отсутствие ударных нагрузок между элементами соединительного шарнира, повысив его надежность.

Установлено, что наличие упругого элемента в горизонтальном шарнире между секциями снижает максимальные величины параметра устойчивости положения – угловых скоростей секций на 15-20%. При этом повышается динамическая устойчивость колесных шарнирно-сочлененных машин.