Investigating ride quality of the machine-tractor unit with a variable mass during transport work
DOI:
https://doi.org/10.30977/VEIT.2226-9266.2019.15.0.50Abstract
The disclosure of issues related to solving problems of transport work has always been relevant. Today, in the study of types of transport works used in agriculture, there is a problem in the study of the movement of machine-tractor unit with trailed or semi-trailer tanks, which are filled with liquid. Since the transportation of liquid cargo causes significant internal oscillations, the impact on the operation of the wheeled tractor and tank is significant. This process causes longitudinal and transverse instability, which contributes to the increase of both energy costs and emergency situations (there is an effect on vibrations of motion, controllability and stability of the vehicle, increasing the dynamic loading of the running system, etc.). The goal of the work is to study the smoothness of the machine-transport unit with variable weight (semitrailer-tank and tank-trailer) by simulating the vibrational system of the vehicle. Namely, to study the effect of forced oscillations on the movement of a semi-trailer tank and a trailer tank, as well as when varying the rigidity of the tires of the wheeled tractor. In solving the set goal, a methodology was used which included the analysis of the results of mathematical modeling of the vibration of the wheeled tractor and the tank with a liquid containing a free surface in the dynamic solution of the problem. The model used takes into account the redistribution of liquid in the tank, which is caused by fluctuations of the shell, using the characteristics of the Rayleigh surface waves. As a result, the data of theoretical research, which take into account the variable weight of the semi-trailer and trailer unit during the performance of the machine-tractor unit of transport work with varying rigidity of tires, is obtained. The originality is in determining the dependence of the rigidity index of the wheels of the wheeled tractor on the smoothness of the machine-tractor unit with a semi-trailer and trailer tanker. The practical value of the work is in the recommendations on the use of one or another pressure in the tires of the wheeled tractor during operation.
Key words: wheeled tractor; transport work; tank, vibrations; mass redistribution.
References
Scarlett A.J., Price J.S., Stayner R.M. Whole-body vibration: evaluation of emission and exposure levels arising from agricultural tractors. Journal of terramechanics. 2007. № 44 (1). Р. 65 – 73.
Muzammil M., Siddiqui S.S., Hasan F. Physiological effect of vibrations on tractor drivers under variable ploughing conditions. Journal of occupational health. 2004. № 46 (5). P. 403 – 409.
Fornaciari L., Pochi D., Vassalini G., Gallucci F. Investigation of the vibrations transmitted by agricultural tractor to the driver under operative conditions. Innovation Technology to Empower Safety, Health and Welfare in Agriculture and Agro-food Systems. 2008.
Gomez-Gil J., Gomez-Gil F., Martin-de-Leon R. The influence of tractor-seat height above the ground on lateral vibrations. Sensors. 2014. № 14 (10). P. 19713 – 19730.
Singh G.K. Effect of whole-body vibration on vehicle operators: a review. International Journal of Science and Research. 2014. Т. 3. № 7. P. 320 – 323.
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. Научный журнал КубГАУ. Краснодар, 2015. № 109. С. 971 – 980.
Сазонов И.С., Ким В.А., Амельченко Н.П., Билык О.В., Билык С.Ю. Гашение низкочастотных колебаний на сиденье водителя колесного трактора. Вестник Белорусско-Российского университета. 2014. № 4 (45). С. 60 – 70.
Кальченко Б.І., Чернявський І.С., Кожушко А.П. Підхід до визначення завантаженості трансмісії колісного трактора при впливі нерівностей поверхні. Науковий журнал технічний сервіс, агропромислового, лісового та транспортного комплексу. Харків, 2017. № 8. С. 49 – 54.
Кальченко Б.І., Ребров О.Ю., Кожушко А.П., Мамонтов А.Г. Плавність руху як складова динаміки трактора: монографія. Харків, 2018. 164 c.
Александрова Т.Е., Александрова И.Е., Беляев С.Н. Имитационное моделирование внешних возмущений, действующих на танковую пушку. Механіка та машинобудування. 2011. № 1. С. 43 – 50.
Кальченко Б.І., Кожушко А.П., Кісельов А.Р. Оцінка плавності руху самохідної машини при впливі нерівностей поверхні. Вісник Національного технічного університету «ХПІ». 2017. № 30 (1252). С. 56 – 63.
Белецкий А.В. Моделирование профиля дорожного основания в задаче анализа динамики трансмиссии колесной машины, 2010. URL: http://sdm.str-t.ru/insertfiles/5.pdf (дата звернення 02.04.2019).
Кожушко А.П., Григор’єв О.Л. Математичне моделювання низькочастотних коливань в’язкої рідини в горизонтальній ємності з вільною поверхнею. Вісник Національного технічного університету «ХПІ». 2018. № 3 (1279). С. 41 – 51.
Кожушко А.П., Григор’єв О.Л. Моделювання пов’язаних коливань колісного трактора та цистерни з рідиною на прямому шляху зі складним рельєфом. Вісник Національного технічного університету «ХПІ». 2018. № 27 (1303). С. 34 – 61.
References
Scarlett A.J., Price J.S., Stayner R.M. (2007) Whole-body vibration: evaluation of emission and exposure levels arising from agricultural tractors. Journal of terramechanics, 44(1), 65 – 73.
Muzammil M., Siddiqui S.S., Hasan F. (2004) Physiological effect of vibrations on tractor drivers under variable ploughing conditions. Journal of occupational health, 46(5), 403 – 409.
Fornaciari L., Pochi D., Vassalini G., Gallucci F. (2008) Investigation of the vibrations transmitted by agricultural tractor to the driver under operative conditions. Innovation Technology to Empower Safety, Health and Welfare in Agriculture and Agro-food Systems.
Gomez-Gil J., Gomez-Gil F., Martin-de-Leon R. (2014) The influence of tractor-seat height above the ground on lateral vibrations. Sensors, 14(10), 19713 – 19730.
Singh G.K. (2014) Effect of whole-body vibration on vehicle operators: a review. International Journal of Science and Research, 3(7), 320 – 323.
Oberemok V.A., Avanesyan A.M., Demyanovskiy K.N., Melikov I.M. (2015) Analiz vliyaniya harakteristik podveski i shin na nagruzhennost koles avtomobilya pri dvizhenii po sternevomu fonu [Analysis of the influence of the characteristics of the suspension and tires on the loading of the wheels of the car when driving on a stubble background]. Nauchnyiy zhurnal KubGAU. Krasnodar, 109, 971 – 980 [in Russian].
Sazonov I.S., Kim V.A., Amelchenko N.P., Bilyik O.V., Bilyik S.Yu. (2014) Gashenie nizkochastotnyih kolebaniy na sidene voditelya kolesnogo traktora [Suppression of low-frequency vibrations in the seat of a wheeled tractor driver]. Vestnik Belorussko-Rossiyskogo universiteta [Bulletin of the Belarusian-Russian University], 4 (45), 60 – 70 [in Russian].
Kal'chenko B.I., Chernyavs'kyy I.S., Kozhushko A.P. (2017) Pidkhid do vyznachennya zavantazhenosti transmisiyi kolisnoho traktora pry vplyvi nerivnostey poverkhni [Approach to determination of load of transmission of a wheeled tractor under the influence of surface irregularities]. Naukovyy zhurnal tekhnichnyy servis, ahropromyslovoho, lisovoho ta transportnoho kompleksu, Kharkiv, 8, 49 – 54 [in Ukrainian].
Kalchenko B.I., Rebrov A.Y., Kozhushko A.P., Mamontov A.G. (2018) Plavnist rukhu yak skladova dynamiky traktora [Smoothness of motion as a component of tractor dynamics]. Monohrafiia, 164 p [in Ukrainian].
Aleksandrova T.E., Aleksandrova I.E., Beljaev S.N. (2011) Imitacionnoe modelirovanie vneshnih vozmushhenij, dejstvujushhih na tankovuju pushku [Simulation modeling of external perturbations acting on a tank gun]. Mehanіka ta mashinobuduvannja, 1, 43 – 50 [in Russian].
Kalchenko B.I., Kozhushko A.P., Kiselev A.R. (2017) Otsinka plavnosti rukhu samokhidnoi mashyny pry vplyvi nerivnostei poverkhni [Evaluation smooth movement of transport machinery when exposed irregularities]. Visnyk Natsionalnoho tekhnichnoho universytetu «KhPI», 30 (1252), 56 – 63 [in Ukrainian].
Beleckij A.V. (2010) Modelirovanie profilja dorozhnogo osnovanija v zadache analiza dinamiki transmissii kolesnoj mashiny [Modeling of the road foundation profile in the task of analyzing the dynamics of the transmission of a wheeled vehicle]. Retrived from: http://sdm.str-t.ru/insertfiles/5.pdf (accessed: 02.04.2019).
Kozhushko A.P., Grigoriev A.L. (2018) Matematychne modeliuvannia nyzkochastotnykh kolyvan viazkoi ridyny v horyzontalnii yemnosti z vilnoiu poverkhneiu [Mathematical modelling of low-frequaency oscillations of viscous fluid in horizontal container with free surface]. Visnyk Natsionalnoho tekhnichnoho universytetu «KhPI», 3 (1279), 41 – 51 [in Ukrainian].
Коzhushko А.P., Grygoriev A.L. (2018) Modeliuvannia poviazanykh kolyvan kolisnoho traktora ta tsysterny z ridynoiu na priamomu shliakhu zi skladnym reliefom [Modeling of coupled oscillations of wheeled tractors and tanks with liquid on a straight road with difficult terrain]. Visnyk Natsionalnoho tekhnichnoho universytetu «KhPI», 27 (1303), 34 – 61 [in Ukrainian].
Downloads
Published
How to Cite
Issue
Section
License
Copyright (c) 2021 Андрій Павлович Кожушко
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
1. Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
2. Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
3. Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи.
