Расчёт нормальной жёсткости шин для тракторов и сельскохозяйственных машин на основе радиуса качения колеса

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Обоснование. Для сохранения физических свойств почв производители сельскохозяйственных машин используют средства уменьшения давления опорных элементов шасси на грунт. Одно из них — снижение жесткости шин. Нормальная (радиальная) жёсткость шины определяет её способность к деформированию и геометрические параметры пятна контакта, определяющие давление на почву. Значения величины нормальной жесткости шины при проектном моделировании движения тракторов и сельскохозяйственных машин рассчитывают по известным универсальным экспериментальным зависимостям, не являющимся специализированными для тракторов и сельскохозяйственных машин.

Цель работы — разработка методики расчёта нормальной жесткости шин для тракторов и сельскохозяйственных машин на основе радиуса качения в ведомом режиме колеса.

Материалы и методы. Для тракторов и сельскохозяйственных машин расчёты нормальной жесткости шин заданного свободного радиуса при нормируемом давлении в шине и вертикальной нагрузке производились по новой предложенной методике через радиус качения в ведомом режиме колеса. Использовались программные продукты: Excel, MatLab, Curve Expert Professional.

Результаты. Разработана методика расчёта нормальной (радиальной) жёсткости сельскохозяйственной шины заданного свободного радиуса при заданной нагрузке и внутреннем давлении, основанная на использовании радиуса качения в ведомом режиме колеса. По полученной методике рассчитаны жесткости 93 шин для тракторов и сельскохозяйственных машин. Максимальная погрешность расчёта жёсткости сельскохозяйственных шин по предложенной методике составила для радиальных и диагональных шин 20%, а средняя погрешность составила: для радиальных шин — 6%, а для диагональных шин — 10%.

Заключение. Разработана и реализована методика расчёта нормальной жесткости сельскохозяйственных шин через радиус качения в ведомом режиме колеса. Методика может быть использована при проектном моделировании движения трактора или сельскохозяйственной машины.

Об авторах

Екатерина Викторовна Балакина

Волгоградский государственный технический университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: fahrgestell@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-5152-9340
SPIN-код: 2595-2802

д-р техн. наук, профессор

Россия, Волгоград

Иван Васильевич Сергиенко

Волгоградский государственный технический университет

Email: sergienko-1993@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-7821-6395
SPIN-код: 1256-3631

канд. техн. наук, ассистент

Россия, Волгоград

Владимир Александрович Коньшин

Волгоградский государственный технический университет

Email: Vovan.v5202@gmail.com
ORCID iD: 0009-0008-8149-4386
SPIN-код: 7886-1510

магистр

Россия, Волгоград

Список литературы

  1. Balabin IV, Chabunin IS under general ed. IV Balabin. Mechanics of the wheel of a mobile car. Moscow: MGTU im N.E Baumana; 2022. (In Russ.)
  2. Godzhaev ZА, Pryadkin VI, Kolyadin PА, Artemov АV. Promising mobile vehicles with ultra-low pressure tires for agricultural production. Tractors and Agricultural Machinery. 2022;89(4):277–286. (In Russ.) doi: 10.17816/0321-4443-115016 EDN: EHPEDS
  3. Godzhaev ZA, Goncharenko SV, Аrtemоv AV, et al. Computational and experimental assessment of the influence of ultra-low pressure tires of mobile power equipment on soil. Tractors and Agricultural Machinery. 2020;3:35–47 (In Russ.). doi: 10.31992/0321-4443-2020-3-35-47 EDN: CRBLBG
  4. Revenko VYu, Godzhaev ZА, Rusanov АV. Methods for assessing the contact area of wheel propellers with a support base. Tractors and Agricultural Machinery. 2019;86(5):48–54. (In Russ.) doi: 10.31992/0321-4443-2019-5-48-54
  5. Leiva-Villacorta F, Vargas-Nordcbeck A, Aguiar-Moya JP, et al. Influence of Tire Footprint Area and Pressure Distribution on Pavement Responses. In: The Roles of Accelerated Pavement Testing in Pavement Sustainability. Cham: Springer. 2016;685–700. doi: 10.1007/978-3-319-42797-3_45
  6. Kravec VN, Selifonov VV. Automobile theory. Moscow: Greenlight+; 2011. (In Russ.)
  7. Larin VV. Theory of movement of all-wheel drive wheeled vehicles: Textbook for universities. Moscow: MGTU im N.E Baumana; 2010. (In Russ.)
  8. Polungyan АА. Design of all-wheel drive wheeled vehicles. V 3: Textbook for universities. under ed. Moscow: MGTU im N.E Baumana; 2008. (In Russ.)
  9. Pacejka HB. Tire and Vehicle Dynamics. New York: Elsevier; 2012.
  10. Jazar RN. Vehicle Dynamics: Theory and Application. New York: Springer Science + Business Media; 2008.
  11. Balakina EV, Zadvornov VN, Berezovsky MS, et al. Study of tire stiffness coefficients. Radial stiffness coefficient. Automotive industry. 2020;8:7–10. (In Russ.) EDN: RWCEVI
  12. Balakina ЕV, Zadvornov VN, Sarbaev DS, et al. The calculation method of the length of contact of car tires with the road surface. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2019;632:9. doi: 10.1088/1757-899X/632/1/012022 EDN: RNKLOD
  13. Balakina EV, Zadvornov VN, Berezovsky MS, et al. Research of tire stiffness coefficients. Lateral stiffness coefficient. Automotive industry. 2020;9:18–20. (In Russ.) EDN: SKHQGJ
  14. Balakina ЕV, Sergienko IV, Sanjapov RR. Analysis of Various Types of Elastic Wheel Radii and Establishing Necessity and Sufficiency of Their Application for Various Problems. In: Proceedings of the 6th International Conference on Industrial Engineering (ICIE 2020) (Sochi. Russia. 18–22 May. 2020). Cham (Switzerland): Springer Nature Switzerland AG. 2021;I:9–16. URL: https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-3-030-54814-8_2. doi: 10.1007/978-3-030-54814-8_2 EDN: FAEHBH
  15. Dick AB. About the elastic wheel radius. Automotive industry. 2020;10:21–28 (In Russ.) EDN: ZMCAJL
  16. Viehweger M, Vaseur C, van Aalst S, et al. Vehicle state and tyre force estimation: demonstrations and guidelines. Vehicle System Dynamics. 2020. 1–28. doi: 10.1080/00423114.2020.1714672 EDN: GEBPXN
  17. Balakina ЕV, Kislov AI, Malkov VA, Bruev DV. Calculation of the Wheel Rolling Rradius at Design Modeling of a Wheeled Vehicle. In: Proceedings of the 8th International Conference on Industrial Engineering (ICIE 2022) (Sochi. Russia. 16–20 May. 2022). Cham (Switzerland): Springer. 2023;32–39. doi: 10.1007/978-3-031-14125-6_4 EDN: GZNFQE
  18. Balakina EV, Bruev DV, Malkov VA, Kislov AI. Study of limiting radial vehicle tire deformations. Gruzovik. 2022;8:31-34. (In Russ.) doi: 10.36652/1684-1298-2022-8-31-34 EDN: RJHUNA
  19. GOST 7463-2003. THE INTERSTATE STANDARD. Pneumatic tires for tractors and agricultural machinery. Technical conditions (2004). Interstate Council for Standardization, Metrology and Certification. Moscow: Standardinform; 2004. (In Russ.)

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Схема колеса: — нормальная нагрузка колеса; — толкающая сила колеса; — скорость поступательного движения колеса; — угловая скорость колеса; — длина пятна контакта; — нормальная (радиальная) деформация шины; — высота профиля шины; — свободный (конструктивный) радиус шины; — посадочный радиус шины; — статический радиус колеса; — динамический радиус колеса.

Скачать (58KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Результаты расчёта для радиальных шин тракторов и сельскохозяйственных машин: линия — расчёт по универсальной зависимости ; точки — расчёт по полученной теоретической зависимости вида .

Скачать (81KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Результаты расчёта для диагональных шин тракторов и сельскохозяйственных машин: линия — расчёт по универсальной зависимости ; точки — расчёт по полученной теоретической зависимости вида .

Скачать (81KB)
Метаданные

© Эко-Вектор, 2025

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


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».