3دانشیار پژوهش موسسه تحقیقات فنی مهندسی کشاورزی، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، کرج، ایران
چکیده
تحقیقات نشان میدهد که 20 تا 55 درصد انرژی تراکتور در سطح درگیری تایر و زمین تلف میشود. خاک‌های کشاورزی نرم هستند بنابراین برای ایجاد کشش، آج تایر نقش اصلی را دارد. استفاده از روش‌های شبیهسازی رایانه‌ای برای بررسی برهمکنش تایر و خاک، آزمایش‌های فیزیکی را کم میکند و هزینه‌های طراحی و توسعه را به مقدار زیاد کاهش میدهد. تحقیق حاضر به بررسی تأثیر خصوصیات الگوی آج بر پارامترهای عملکرد کششی تایر با استفاده از شبیهسازی اجزا محدود سه بعدی در نرم‌افزارهای مدل‌سازی و شبیهسازی کتیا و آباکوس پرداخته است. در ابتدا، اعتبار شبیهسازی رایانه‌ای برهمکنش تایر با طرح آج کامل که همانند تایر استفاده شده در آزمایش سویل‌بین است، بررسی شد و پس از آن، مدل‌های تایر بدون طرح آج، مدل تایر با زاویۀ آج کمتر نسبت به زاویۀ آج در تایر با طرح آج کامل، مدل تایر با آج پهنتر نسبت به پهنای آج در تایر با طرح آج کامل، مدل تایر با آج بلندتر (ارتفاع بیشتر) نسبت به ارتفاع آج در تایر با طرح آج کامل و مدل تایر با فاصلۀ آج بیشتر (فاصله گام آج بیشتر) نسبت به فاصلۀ آجها در تایر با طرح آج کامل مورد بررسی قرار گرفت. از مقایسۀ مقادیر بهدست آمده برای شبیه‌سازی‌ها می‌توان نتیجه گرفت که فقدان آج باعث کاهش نیروی کششی و کاهش سرعت خطی میشود. همچنین هرچه مقدار زاویۀ آج با محور چرخ کاهش پیدا کند نیروی کششی افزایش مییابد اما سرعت خطی را در طول مسیر نوسانی و متغیر میکند. افزایش پهنای آج، میزان نیروی کشش را کاهش میدهد و افزایش ارتفاع آج باعث افزایش نیروی کششی میشود اما سرعت خطی را در طول مسیر نوسانی و متغیر میکند. افزایش فاصلۀ بین دو آج (یا گام آج) باعث نوسانی و متغیر شدن میزان نیروی کشش و سرعت خطی میشود.
Anon. 2013. Engineering Design Information For Ground Vehicle Tires. The Tire and Rim Association, Pub. Ohio, USA.
Biris, S. and Ungureanu, N. 2011. FEM Model to study the influence of tire pressure on agricultural tractor wheel deformations. Eng. Rur. Dev. 10, 223-228.
Chan, B. 2008. Development of an off-road capable tire model for vehicle dynamics simulations. Ph. D. Thesis. Virginia Polytechnic Institute and State University.
Choi, J. H., Cho, J. R., Woo, J. S. and Kim, K. W. 2012. Numerical investigation of snow traction characteristics of 3-D patterned tire. J. Terramechanics. 49(2): 81-93.
Hambelton, J. P. and Drescher, A. 2009. Modeling wheel-induced rutting in soils Rolling. J. Terramechanics. 46, 35-47.
Islamian, M. 2008. Theory of Ground Vehicle. Tabriz University Pub. (in Persian)
Lee, J. H. 2011. Finite element modeling of interfacial forces and contact stresses of pneumatic tire on fresh snow for combined longitudinal and lateral slips. J. Terramechanics. 48, 171-197.
Li, H. and Schindler, C. 2013. Three-dimensional finite element and analytical modelling of tyre-soil interaction. J. Multibody Syst. Dyn. 227(1): 42-60.
Mohsenimanesh, A., Ward, S. M., Owende, P. O. M. and Javadi, A. 2009. Modelling of pneumatic tractor tyre interaction with multi-layered soil. Biosys. Eng. 104(2):191-198.
Pruiksma, J. P., Kruse, G. A. M., Teunissen, J. A. M. and van Winnendael, M. F. P. 2011. Tractive performance modelling of exomars rover wheel design on loosely packed soil using the coupled eulerian lagrangian finite element technique. Available at: http://robotics.estec.esa.int.
Wong, J. Y. 2009. Terramechanics and Off-Road Vehicle Engineering. Elsevier Pub. Butterworth-Heinemann, Germany.
Xia, K. M. 2010. Finite element modeling of tire/terrain interaction: Application to predicting soil compaction and tire mobility. J. Terramechanics. 48, 113-123.
Zoz, F. M. and Grisso, R. D. 2003. Traction and tractor performance. ASAE Distinguished Lecture Series. Tractor Design No. 27. St. Joseph, Mich.: ASAE.
ابتدای صفحه