Имитационная модель дисковой лесопосадочной машины
DOI:
https://doi.org/10.37482/0536-1036-2024-4-119-133Ключевые слова:
лесопосадочные машины, кинематика, динамика, имитационное моделирование, Универсальный механизм (UM), система автоматизированного проектированияАннотация
Для проведения искусственного лесовосстановления необходимо использовать механизированные средства – лесопосадочные машины. Отсутствие отечественных лесопосадочных машин является одной из проблем искусственного лесовосстановления в России. Цель исследования – обоснование конструктивных параметров лесопосадочной машины с дисковым рабочим органом. Для достижения поставленной цели требуется применение современных программных сред с возможностью полного учета всех воздействующих на машину факторов. В ходе данного исследования средствами системы автоматизированного проектирования разработана твердотельная модель лесопосадочной машины. В качестве расчетной среды для изучения параметров модели выбран программный комплекс «Универсальный механизм 9.1», предназначенный для моделирования динамики и кинематики механических систем. В комплекс вводились только входные величины для имитационной модели, т. к. математический аппарат заложен в ядро программы. С помощью программного комплекса создана имитационная модель лесопосадочной машины, учитывающая как взаимодействие звеньев машины, так и дискретное контактное взаимодействие саженца с машиной и почвой. Проведен вычислительный эксперимент и установлены кинематические и динамические параметры лесопосадочной машины, при которых подающий аппарат не будет препятствовать свободному выпадению брикета с саженцем. Определены геометрические параметры механизма, согласующие профиль кулачка с его движением вместе с диском и работой роликового толкателя так, чтобы захваты своевременно устанавливали брикет с саженцем в почву. Найдена траектория движения брикета с саженцем. С помощью FDM 3D-печати изготовлен полноразмерный макет дискового посадочного аппарата, проведен лабораторный эксперимент для установления требуемого крутящего момента на ступице посадочного диска и валу барабана. Результаты эксперимента подтвердили адекватность разработанной имитационной модели.
Скачивания
Библиографические ссылки
Бартенев И.М., Драпалюк М.В. Совершенствование технологии лесовосстановления на вырубках с применением энергонасыщенных тракторов // Изв. вузов. Лесн. журн. 2021. № 5. С. 117–133. Bartenev I.M., Drapalyuk M.V. Improving the Technology of Reforestation in Cuttings with the Use of Energy-Efficient Tractors. Lesnoy Zhurnal = Russian Forestry Journal, 2021, no. 5, pp. 117–133. (In Russ.). https://doi.org/10.37482/0536-1036-2021-5-117-133
Бухтояров Л.Д., Малюков С.В., Лысыч М.Н. Имитационная модель для анализа кинематики лесопосадочного аппарата с двумя роторами // Изв. СПбЛТА. 2023. № 243. С. 197–209. Bukhtoyarov L.D., Malyukov S.V., Lysych M.N. Simulation Model for the Analysis of the Kinematics of a Forest Planter with Two Rotors. Izvestia Sankt-Peterburgskoj lesotehnicheskoj akademii, 2023, no. 243, pp. 197–209. (In Russ.). https://doi.org/10.21266/2079-4304.2023.243.197-209
Григорьева О.И., Макуев В.А., Барышникова Е.В., Бурмистрова О.Н., Швецова В.В., Григорьев И.В., Иванов В.А. Перспективы импортозамещения систем машин для искусственного лесовосстановления // Системы. Методы. Технологии. 2022. № 3(55). С. 78–84. Grigorieva O.I., Makuev V.A., Baryshnikova E.V., Burmistrova O.N., Shvetsova V.V., Grigoriev I.V., Ivanov V.A. Import Substitution Prospects for Artificial Reforestation Machine Systems. Sistemy. Metody. Tehnologii = Systems. Methods. Technologies, 2022, no. 3(55), pp. 78–84. (In Russ.). https://doi.org/10.18324/2077-5415-2022-3-78-84
Каляшов В.А., До Туан А., Хитров Е.Г., Григорьева О.И., Гурьев А.Ю., Новгородов Д.В. Современные системы машин и технологии заготовки древесины и лесовосстановления в условиях горных лесосек // Resources and Technology. 2022. Т. 19, № 2. С. 1–47. Kalyashov V.A., Do Tuan A., Hitrov E.G., Grigoreva O.I., Gur’ev A.Yu., Novgorodov D.V. Modern Systems of Machinery and Technologies for Timber Harvesting and Reforestation in Mountain Forests. Resources and Technology, 2022, vol. 19, no. 2, pp. 1–47. (In Russ.). https://doi.org/10.15393/j2.art.2022.6163
Клубничкин В.Е., Клубничкин Е.Е., Горбунов А.Ю., Дручинин Д.Ю. Разработка узла сочленения лесной погрузочно-транспортной машины // Лесотехн. журн. 2020. Т. 10, № 4(40). С. 217–226. Klubnichkin V.E., Klubnichkin E.E., Gorbunov A.Yu., Druchinin D.Yu. Development of the Forwarder Articulation Joint Lesotekhnicheskij zhurnal = Forestry Engineering Journal, 2020, vol. 10, no. 4(40), pp. 217–226. (In Russ.). https://doi.org/10.34220/issn.2222-7962/2020.4/18
Клубничкин Е.Е. Моделирование мобильности колесных транспортных средств, оснащенных средствами повышения проходимости // Тр. НГТУ им. Р.Е. Алексеева. 2023. № 1(140). С. 84–96. Klubnichkin Е.Е. Modeling the Mobility of Wheeled Vehicles Equipped with Traction Devices. Trudy NGTU im. R.E. Alekseeva = Transactions of NNSTU named after R.E. Alekseev, 2023, no. 1(140), pp. 84–96. (In Russ.). https://doi.org/10.46960/1816-210X_2023_1_84
Посметьев В.И., Никонов В.О., Мануковский А.Ю., Посметьев В.В. Компьютерное моделирование работы рекуперативного поворотного коникового устройства лесовозного тягача с прицепом-роспуском // Изв. вузов. Лесн. журн. 2022. № 5. С. 85–99. Posmetyev V.I., Nikonov V.O., Manukovskii A.Yu., Posmetyev V.V. Computer Simulation of the Operation of the Recuperative Swivel Bunk Device of a Hauling Tractor with a Timber Drug. Lesnoy Zhurnal = Russian Forestry Journal, 2022, no. 5, pp. 85–99. (In Russ.). https://doi.org/10.37482/0536-1036-2022-5-85-99
Хитров Е.Г., Должиков И.С., Дмитриев А.С., Каляшов В.А., Григорьев И.В., Григорьева О.И. Расчет коэффициента сцепления колесного движителя лесной машины с почвогрунтом // Изв. вузов. Лесн. журн. 2023. № 5. С. 126–134. Khitrov E.G., Dolzhikov I.S., Dmitriev A.S., Kalyashov V.A., Grigorev I.V., Grigoreva O.I. Calculation of the Coefficient of Adhesion of the Forest Machine Wheeled Mover with Soil. Lesnoy Zhurnal = Russian Forestry Journal, 2023, no. 5, pp. 126–134. (In Russ.). https://doi.org/10.37482/0536-1036-2023-5-126-134
Bivainis V., Jotautienė E., Lekavičienė K., Mieldazys R., Juodišius G. Theoretical and Experimental Verification of Organic Granular Fertilizer Spreading. Agriculture, 2023, vol. 13, no. 6, art. no. 1135. https://doi.org/10.3390/agriculture13061135
Bukhtoyarov L.D., Drapalyuk M.V., Pridvorova A.V. Simulation of the Movement of Hedge Cutter Links in the Simulink Application of the Matlab Package. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 2021, vol. 875, art. no. 012004. https://doi.org/10.1088/1755-1315/875/1/012004
Bukhtoyarov L., Kunickaya O., Urazova A., Perfiliev P., Druzyanova V., Egipko S., Burgonutdinov A., Tikhonov E. Substantiating Optimum Parameters and Efficiency of Rotary Brush Cutters. Journal of Applied Engineering Science, 2022, vol. 20, pp. 788–797. https://doi.org/10.5937/jaes0-36513
Bukhtoyarov L.D., Maksimenkov A.I., Abramov V.V., Lysych M.N. Research Units of Flexible Working Body Motion, Cutting Branches. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 2019, vol. 392, art. no. 012073. https://doi.org/10.1088/1755-1315/392/1/012073
Bukhtoyarov L.D., Maksimenkov A.I., Lysych M.N., Abramov V.V. Movement Simulation of Flexible Working Body Links in the Unity Cross-Platform Development Environment. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 2020, vol. 595, art. no. 012014. https://doi.org/10.1088/1755-1315/595/1/012014
Chen Y., Huang M.F., Shi B., Xiao M.M., Hu R.K., Tang J.S. Kinematic Analysis and Simulation of an A/C Axes Bi-Rotary Milling Head with Zero Transmission. Advanced Materials Research, 2012, vol. 625, pp. 146–150. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/amr.625.146
Gong H., Zeng Z., Tessier L., Guzman L., Yuan Z., Li S., Zheng W., Chen Y., Qi L. Survival on Land: A Dark-Grown Seedling Searching for Path. Frontiers in Plant Science, 2023, vol. 14, art. no. 1110521. https://doi.org/10.3389/fpls.2023.1110521
Guan Z., Mu S., Jiang T., Li H., Zhang M., Wu C., Jin M. Development of Centrifugal Disc Spreader on Tracked Combine Harvester for Rape Undersowing Rice Based on DEM. Agriculture, 2022, vol. 12(4), art. no. 562. https://doi.org/10.3390/agriculture12040562
Guo X., Zeng J., Ma H., Zhao C., Qu L., Wen B. Dynamic Characteristics of a Shrouded Blade with Impact and Friction. Frontiers of Mechanical Engineering, 2020, vol. 15, pp. 209–226. https://doi.org/10.1007/s11465-019-0566-6
Kuuluvainen T., Tahvonen O., Aakala T. Even-Aged and Uneven-Aged Forest Management in Boreal Fennoscandia: A Review. AMBIO, 2012, vol. 41, pp. 720–737. https://doi.org/10.1007/s13280-012-0289-y
Ma H., Lu Y., Wu Z., Tai X., Li H., Wen B. A New Dynamic Model of Rotor–Blade Systems. Journal of Sound and Vibration, 2015, vol. 357, pp. 168–194. https://doi.org/10.1016/j.jsv.2015.07.036
Zhang X., Guan D., Li W., Sun D., Jin C., Yuan F., Wang A., Wu J. The Effects of Forest Thinning on Soil Carbon Stocks and Dynamics: A Meta-Analysis. Forest Ecology and Management, 2018, vol. 429, pp. 36–43. https://doi.org/10.1016/j.foreco.2018.06.027
Загрузки
Опубликован
Как цитировать
Выпуск
Раздел
Лицензия
Copyright (c) 2024 Л.Д. Бухтояров, С.В. Малюков, М.Н. Лысыч, М.А. Гнусов (Автор)
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.
