Mathematical model of the movement of a tracked train for off-road container transportation

封面

如何引用文章

全文:

详细

To determine the indicators of the mobility properties of unmanned tracked trains and the formation of traffic control laws, it is advisable to use mathematical simulation. On the example of a tracked semitrailer train, a mathematical model is being developed. It consists of a large number of rigid bodies connected by kinematic and power connections; therefore, it is proposed to use software systems that make it possible to synthesize a system of equations for the dynamics of a tracked train in an automated mode. The article discusses general approaches to the formation of such systems of equations in modern software packages for automated analysis of the dynamics of body systems. There are given a structural diagram of the developed mathematical model of a tracked train and a description of its main structural elements (blocks), which are responsible for the operation of various systems: a power plant, transmission and running system.

The features of the interaction of active sections of a caterpillar propeller with a low-deformable support base of the “dense soil” type are considered. On the example of the maneuver “turn with a given radius”, an imitation mathematical modeling of the movement of a caterpillar train was carried out, and on the basis of an analysis of the results obtained, the operability of the developed mathematical model was confirmed. The developed mathematical model of the movement of a tracked semitrailer train makes it possible to study its movement in space, taking into account the mutual influence of the tractor and the semitrailer, taking into account the interaction of the active sections of the tracked propeller with the sup-port base and taking into account the modeling of the working processes of its systems.

Based on the study, it can be concluded that the use of the method of computer modeling of the dynamics of body systems is an effective tool for predicting the performance indicators of tracked trains, determining the laws of traffic control, and also for assessing energy efficiency when performing virtual maneuvers. The developed mathematical model of the dynamics of a tracked train allows a wide range of studies to assess the mobility of tracked trains of various design and layout.

作者简介

K. Yevseyev

Bauman Moscow State Technical University

编辑信件的主要联系方式.
Email: kb_evseev@bmstu.ru

PhD in Engineering

俄罗斯联邦, Moscow

参考

  1. Kato H., Shibasaki R., Ducruet C. Global logistics network modelling and policy. Quantification and analysis for international freight. Amsterdam: Elsevier, 2020. 372 p.
  2. Aksenov P.V. Mnogoosn·yye avtomobili [Multi-axle vehicles]. 2 izd. Moscow: Mashinostroyeniye Publ., 1989. 280 p.
  3. ADAMS – The Multibody Dynamics Simulation Solution. URL: https://www.mscsoftware.com/product/adams (accessed: 14.07.2021).
  4. EULER – Software Complex for Automated Dynamic Analysis of Multibody Mechanical Systems. URL: http://www.euler.ru/index.php/euler (accessed: 14.07.2021).
  5. Universal’nyy mekhanizm – programmnyy kompleks dlya modelirovaniya dinamiki mekhanicheskikh system [Universal mechanism - a software package for modeling the dynamics of mechanical systems]. URL: http://www.umlab.ru/pages/index.php (accessed: 14.07.2021).
  6. FRUND – programmnaya sistema formirovaniya resheniy uravneniy nelineynoy dinamiki [FRUND - software system for generating solutions to equations of nonlinear dynamics]. URL: http://frund.vstu.ru/ (accessed: 14.07.2021).
  7. MATLAB Simscape/Multibody – Model and simulate multibody mechanical systems. URL: https://www.mathworks.com/products/simscape-multibody.html (accessed: 14.07.2021).
  8. Gorobtsov A.S., Kartsov S.K., Polyakov Yu.A. Features of the construction of spatial dynamic models of vehicles, taking into account large movements of rigid bodies. Izvestiya TulGU. Tekhnicheskiye nauki. 2013. No 6-1, pp. 102–115 (in Russ.).
  9. Gorobtsov A.S., Kartsov S.K., Pletnev A.E., Polyakov Yu.A. Komp’yutern·yye metody postroyeniya i issledovaniya matematicheskikh modeley dinamiki konstruktsiy avtomobiley. Monografiya [Computer methods for constructing and researching mathematical models of the dynamics of vehicle structures. Monograph]. Moscow: Mashinostroyeniye Publ., 2011. 463 p.
  10. Zabavnikov N.A. Osnovy teorii transportnykh gusenichnykh mashin [Fundamentals of the theory of transport tracked vehicles]. Moscow: Mashinostroyeniye Publ., 1975. 448 p.
  11. Krasnen’kov V.I., Kharitonov S.A. Dynamics of curved movement of a transport tracked vehicle. Trudy MVTU im. N.E. Baumana. 1980. No 339, pp. 3–67 (in Russ.).
  12. Rozhdestvenskiy Yu.L., Mashkov K.Yu. The formation of reactions when an elastic wheel rolls on a non-deformable base. Trudy MVTU. 1982. No 390, pp. 56–64 (in Russ.).
  13. Ellis D.R. Upravlyayemost’ avtomobilya [Vehicle handling]. Moscow: Mashinostroyeniye Publ., 1975. 216 p.
  14. Dik A.B. Raschet statsionarnykh i nestatsionarnykh kharakteristik tormozyashchego kolesa pri dvizhenii s uvodom. Dissertatsiya … kandidata tekhnicheskikh nauk [Calculation of stationary and non-stationary characteristics of the braking wheel when driving with pull. Dissertation for degree of DrSc in Engineering]: 05.05.03 / SADI. Omsk, 1988. 224 p.
  15. Gorelov V.A., Kositsyn B.B., Miroshnichenko A.V. [i dr.] Method for determining the characteristics of an individual traction electric drive of a two-link tracked vehicle at the design stage. Trudy NGTU im. R.E. Alekseyeva. 2019. No 3 (126), pp. 120–134 (in Russ.).
  16. Kotiyev G.O., Padalkin B.V., Miroshnichenko A.V. [i dr.] Theoretical studies of the mobility of high-speed tracked vehicles with electric transmissions. Materialy mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferentsii. Pod redaktsiyey I.A. Kalyayeva, F.L. Chernous’ko, V.M. Prikhod’ko. 2018, pp. 27–36 (in Russ.).
  17. Gorelov V.A., Yevseyev K.B., Chudakov O.I. [i dr.] Evaluation of indicators of curvilinear movement of a road train using mathematical simulation. Izvestiya MGTU «MAMI». 2020. No 4 (46), pp. 2–15 (in Russ.).
  18. Kotiyev G.O., Gorelov V.A., Miroshnichenko A.V. Development of a control law for the individual drive of the propellers of a multi-axle wheeled vehicle. Izvestiya vysshikh uchebnykh zavedeniy. Mashinostroyeniye. 2012. No 1, pp. 49–59 (in Russ.).
  19. Isakov P.P. Teoriya i konstruktsiya tanka. Transmissii voennyh gusenichnyh mashin [Theory and design of the tank. Military tracked vehicle transmissions]. Vol. 5. Moscow: Mashinostroyeniye Publ., 1985. 367 p.

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML
下载
2. Fig. 1. Structural and layout diagram of an unmanned tracked train

下载 (153KB)
索引源数据
3. Fig. 2. Design scheme for the motion of a rigid body in space

下载 (53KB)
索引源数据
4. Fig. 3. Design diagram of the force connection in a system of two solids

下载 (45KB)
索引源数据
5. Fig. 4. Block diagram of the mathematical model of a tracked train, made according to a semitrailer scheme

下载 (153KB)
索引源数据
6. Fig. 5. Calculation scheme for determining the normal to the reference surface

下载 (53KB)
索引源数据
7. Fig. 6. Design scheme of interaction of the active section of the track with the support base

下载 (72KB)
索引源数据
8. Fig. 7. Mechanical characteristics of traction electric motor with different control parameter

下载 (78KB)
索引源数据
9. Fig. 8. Transmission scheme with individual drive of driving wheels

下载 (110KB)
索引源数据
10. Fig. 9. Diagram of a transmission with a differential drive of the driving wheels

下载 (96KB)
索引源数据
11. Fig. 10. Trajectory of the tracked train and the change in its speed

下载 (52KB)
索引源数据
12. Fig. 11. Changing the moments of resistance on the driving wheels of the tractor

下载 (56KB)
索引源数据

版权所有 © Yevseyev K.B., 2021

Creative Commons License
此作品已接受知识共享署名-非商业性使用-禁止演绎 4.0国际许可协议的许可。
 


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».