Анализ влияния радиальной жёсткости металлоупругого колеса на тягово-сцепные характеристики

Обоснование. Тягово-сцепная характеристика колёсного движителя зависит как от его конструкции, которая определяет его жёсткостные свойства, так и от физико-механических свойств грунта. Совместное применение метода дискретных элементов для описания грунта и метода конечных элементов для моделирования колеса позволяет уточнить и расширить существующие эмпирические модели взаимодействия движителя с опорным основанием. Использование указанного подхода позволит сократить объем натурных испытаний, необходимый для верификации модели взаимодействия.

Цель исследования — совершенствование тягово-сцепных характеристик металлоупругого колеса путём варьирования его конструктивных параметров.

Материалы и методы. Для разработки математической модели металлоупругого колеса и определения тягово-сцепных характеристик используются численные методы дискретных и конечных элементов.

Результаты. В работе разработана математическая модель металлоупругого колеса с возможностью варьирования толщины упругой боковины. Для трех образцов колеса получены характеристики радиальной жёсткости. Разработанная математическая модель взаимодействия колёсного движителя с деформируемым опорным основанием базируется на совместном применении методов дискретных и конечных элементов. Для формирования силовых факторов, действующих на колёсный движитель, в работе используется пропорциональный регулятор. В результате были получены зависимости коэффициента продольной реакции от коэффициента буксования для металлоупругих колёсных движителей с различной радиальной жёсткостью и проведён сравнительный анализ влияния радиальной жёсткости на тягово-сцепные характеристики.

Заключение. Совместное применение методов дискретных и конечных элементов позволит определять тягово-сцепную характеристику движителей различной конструкции при взаимодействии с деформируемым опорным основанием и оценивать влияние на неё различных конструктивных параметров.