Моделювання пов'язаних коливань колісного трактора та цистерни з рідиною на прямому шляху зі складним рельєфом

Abstract

Наведено модель коливань колісного трактора та цистерни із рідиною, яка має вільну поверхню. Для перерозподілу рідини у цистерні, що викликаний коливаннями оболонки, використано характеристики поверхневих хвиль Релея. Знайдено спектр частот вільних механічних коливань у дозвуковому діапазоні і проаналізовано відповідні форми взаємопов'язаних рухів елементів трактора та цистерни. Виокремлено групу низькочастотних коливань, шкідливих для здоров’я тракториста, та створено уточнену математичну модель для розрахунку вимушених коливань, що виникають під час довготривалого руху по прямій дорозі. Запропоновано для математичного тестування динамічних якостей транспортного засобу описувати рельєф дороги двома гармоніками – короткою та довгою синусоїдальною хвилею. Розроблено метод визначення довжини короткої хвилі, що призводить до резонансного збільшення амплітуди коливань рідини та кабіни трактора.

The model describes oscillations of a wheeled tractor and a tank with liquid having free surface. For the redistribution of fluid in the tank, caused by vibrations of the shell, the characteristics of Rayleigh surface waves are used. The frequency spectrum of free mechanical vibrations in the subsonic range is found and the forms of interrelated movements of the tractor and tank elements are analyzed. A group of low-frequency oscillations harmful to the health of the tractor driver is identified, anda refined mathematical model is created to calculate the forced oscillations that occur during long-term traffic on a straight road. It is proposed for mathematical testing of vehicle dynamics to describe the road terrain by two harmonics with long and short wavelengths. A method is developed for determining the wavelength leading to the resonant increase in the amplitude of oscillations of the fluid and tractor cabin.