Математичне моделювання динаміки дискового ґрунтообробного агрегату з адаптивними параметрами жорсткості
DOI:
https://doi.org/10.31359/2311.441X.2026.28.68Ключові слова:
дискатор, математична модель, рівняння Лагранжа, динамічна стійкість, пружна стійка, чисельне моделювання, якість обробітку ґрунтуАнотація
Анотація. У статті представлено результати дослідження динамічної стійкості ґрунтообробного агрегату типу дискатор. Метою роботи є розробка та верифікація математичної моделі, що описує функціонування системи «трактор–дискатор» як просторової механічної структури для підвищення якості технологічного процесу поверхневого обробітку ґрунту. У ході дослідження, на основі положень класичної механіки, було сформовано систему диференціальних рівнянь Лагранжа другого роду. Особливу увагу приділено взаємодії робочих органів на пружних стояках із регулятором жорсткості та опорно-прикочувального котка з неоднорідним ґрунтовим середовищем. Модель враховує випадковий характер збурень, спричинених мікрорельєфом поля, які провокують вібрації рами та зміну тягового опору грунтообробного агрегату. Для перевірки теоретичних положень проведено чисельне моделювання в середовищі SOLIDWORKS Simulation. Встановлено, що за використання пружного кріплення з регулятором жорсткості кутові відхилення робочих органів грунтообробного знаряддя в експлуатаційних режимах є мінімальними (φ = 2,34°, ψ = 0,85°). Доведено, що незначна деформація пружних стояків забезпечує стабільність глибини проникнення дисків та високу рівномірність обробітку по всій ширині захвату. Практична значущість результатів дослідження полягає в підтвердженні ефективності запропонованої конструктивної схеми, що дозволяє мінімізувати резонансні явища, знизити енергетичні витрати та покращити агротехнічні показники стану поверхні поля. Отримані дані можуть бути використані при проектуванні нових типів енергоефективних ґрунтообробних машин.
Посилання
Список використаних джерел
1. Адамчук В. В., Булгаков В. М., Головач І. В., Горобей В. П. Теоретичні основи коливання зубчастого сошника селекційної сівалки. Механізація та електрифікація сільського господарства: між від. темат. наук. зб. 2015. Вип. 1 (100). С. 10–21.
2. В. Ф. Пащенко, В. В. Ким Методика построения математических моделей устойчивости функционирования механических систем. Харьков: ХНАУ им. В. В Докучаева, 2010. 115 с.
3. Козаченко О.В. Проблеми ресурсозбереження у сільськогосподарських агрегатах: наукове видання. Харків: Торнадо, 2008. – 272с.
4. Антощенков Р. В., Галич І. В., Череватенко Г. І. Динаміка та енергетика руху машинно-тракторного агрегату з урахуванням профілю опорної поверхні: монографія. – Харків: ДБТУ, 2024. – 100 с.
5. Козаченко О.В. Динамічна модель процесу деформації пружної стійки дискатора / О.В. Козаченко, К.В. Сєдих // Техніка та енергетика. Київ: НУБіП, № 11(3), 2020. С. 31-39.
6. Козаченко О.В. Фізико-математична модель взаємодії диска з грунтом / О.В. Козаченко, К.В. Сєдих, О.М. Волковський // Інженерія природокористування. Харків: ХНТУСГ, №2(16), 2020. С. 69-77.
7. Kharchenko S., Domachenko V., Siedykh K. Mathematical modeling of Mogilnay O., Paschenko operational stability of sowing machines’ mechanical systems. Eastern-European Journal of Enterprise technologies. – 2018. № 4/1 (94).Р.37- 47.
8. Kozachenko O., Siedykh K. Modeling of the process of deformation of the elastic rack of the working bodies of the tillage implement TEKA. An International Quarterly Journal on Motorization, Vehicle Operation, Energy Efficiency and Mechanical Engineering. Lublin-Rzeszow. 2020. Vol. 20. No1. 41-50.
9. Сєдих К. В. (2021). Обґрунтування конструктивно-технологічних параметрів дискатора з пружними стійками. Дис… канд. техн. наук за спеціальністю 05.05.11. Харківський національний технічний університет сільського господарства імені Петра Василенка. 248 c.
10. Кобець А.С., Алієв Е.Б., Теслюк Г.В., Алієва О.Ю. Симуляція процесу взаємодії робочих органів ґрунтообробних машин із ґрунтом в Simcenter STAR-CCM+. Науковий журнал Техніка та енергетика НУБіП Том 14, № 1. 2023. DOI: 10.31548/machinery/1.2023.09.
11. Алієв Е.Б., Теслюк Г.В., Бєлка О.В., Пацула О.М. Чисельне моделювання процесу роботи грунтообробного модуля для передпосівного обробітку грунту. Науково-технічний бюлетень Інституту олійних культур НААН, 2023, № 34: ст. 132-145 DOI: 10.36710/IOC-2023-34-12.
References
1. Adamchuk V. V., Bulgakov V. M., Golovach I. V., Gorobey V. P. Theoretical foundations of oscillation of the toothed coulter of a selective seeder. Mechanization and electrification of agriculture: inter-subject. scientific collection. 2015. Issue 1 (100). P. 10–21.
2. V. F. Pashchenko, V. V. Kim Methodology for building mathematical models of the stability of the functioning of mechanical systems. Kharkiv: KhNAU named after V. V. Dokuchaev, 2010. 115 p.
3. Kozachenko O. V. Problems of resource conservation in agricultural aggregates: scientific publication. Kharkiv: Tornado, 2008. – 272 p.
4. Antoshchenkov R. V., Galich I. V., Cherevatenko G. I. Dynamics and energetics of the movement of a machine-tractor unit taking into account the profile of the supporting surface: monograph. – Kharkiv: DBTU, 2024. – 100 p.
5. Kozachenko O. V. Dynamic model of the process of deformation of the elastic support of the diskator / O. V. Kozachenko, K. V. Sedykh // Technology and energy. Kyiv: NUBiP, No. 11(3), 2020. P. 31-39.
6. Kozachenko O. V. Physical and mathematical model of the interaction of the disk with the soil / O. V. Kozachenko, K. V. Sedykh, O. M. Volkovsky // Environmental engineering. Kharkiv: KhNTUSG, No. 2(16), 2020. P. 69-77.
7. Kharchenko S., Domachenko V., Siedykh K. Mathematical modeling of Mogilnay O., Paschenko operational stability of sowing machines’ mechanical systems. Eastern-European Journal of Enterprise technologies. – 2018. № 4/1 (94).Р.37- 47.
8. Kozachenko O., Siedykh K. Modeling of the process of deformation of the elastic rack of the working bodies of the tillage implement TEKA. An International Quarterly Journal on Motorization, Vehicle Operation, Energy Efficiency and Mechanical Engineering. Lublin-Rzeszow. 2020. Vol. 20. No1. 41-50.
9. Sedykh K. V. (2021). Justification of the design and technological parameters of a disc harrow with elastic racks. Dissertation candidate of technical sciences in the specialty 05.05.11. Petro Vasylenko Kharkiv National Technical University of Agriculture. 248 p.
10. Kobets A.S., Aliyev E.B., Teslyuk G.V., Aliyeva O.Yu. Simulation of the process of interaction of working bodies of soil tillage machines with the soil in Simcenter STAR-CCM+. Scientific journal Technology and Energy NUBiP Vol. 14, No. 1. 2023. DOI: 10.31548/machinery/1.2023.09.
11. Aliyev E.B., Teslyuk G.V., Belka O.V., Patsula O.M. Numerical modeling of the soil tillage module operation process for pre-sowing soil cultivation. Scientific and Technical Bulletin of the Institute of Oilseeds of the NAAS, 2023, No. 34: pp. 132-145 DOI: 10.36710/IOC-2023-34-12.
