Сергієнко Микола Єгорович. Закономірності формування навантажень на колісний трактор при імпульсних збуреннях сейсмоджерела: дисертація канд. техн. наук: 05.22.02 / Харківський національний автомобільно-дорожній ун-т. - Х., 2003.
Анотація до роботи:
Сергієнко М.Є. Закономірності формування навантажень на колісний трактор при імпульсних збуреннях сейсмоджерела. – Рукопис.
Дисертація на здобуття ученого ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.22.02 – Автомобілі і трактори. – Харківський національний автомобільно-дорожній університет, Харків, 2003.
Визначено закономірності формування динамічної навантаженості колісного трактора при дії встановленого на ньому однокамерного імпульсного джерела сейсмічних збурень із системою стабілізації положення випромінювача. Розроблено програмне й експериментальне забезпечення пошуку раціональних конструктивних параметрів і характеристик системи стабілізації. Дослідження проведені на основі комплексної математичної моделі системи «колісний трактор – однокамерний генератор сейсмосигналів – опорна поверхня». Подано результати стендових і натурних експериментів.
Існуючі мобільні джерела сейсмосигналів відрізняються різноманіттям конструкцій і розміщуються на різних транспортних засобах. За техніко-економічними показниками невибухові однокамерні сейсмоджерела мають переваги перед іншими варіантами подібних установок. У науковій літературі недостатньо розкрито питання дії випромінюваного імпульсу на навантаженість носія сейсмоджерела. Особливо гостро це питання постає при використанні неспеціалізованих транспортних засобів, для яких вертикальні ударні навантаження великої потужності не є типовими.
У дисертації подано теоретичне узагальнення і розв’язання нової наукової задачі, що полягає у визначенні закономірностей формування навантажень, які діють на колісний трактор при роботі встановленого на ньому однокамерного генератора сейсмічних сигналів невибухового типу, оснащеного автоматичною системою стабілізації положення випромінювача.
Побудована математична модель системи «колісний трактор – ОГСС – опорна поверхня» дозволяє досліджувати процес динамічного навантаження трактора, який подається полем вертикальних прискорень, з урахуванням масових, жорсткісних і дисипативних характеристик ходової системи, підвісок двигуна і кабіни, несучої системи трактора, сейсмовипромінювача і ґрунту, параметри джерел зовнішніх збурень.
Розподіл вертикальних прискорень різних точок трактора, генератора імпульсів і закони їх зміни залежать від місця розташування точки, параметрів імпульсу, часу, типу випромінювача. У випадку найбільш важких варіантів навантаження пікові значення прискорень досягають 16,0g (8,1)g на кронштейні кріплення випромінювача. Для інших точок системи прискорення швидко зменшуються по мірі віддалення від джерела імпульсів: 4,0g (1,88g) – центр мас рами; 3,5g (1,27g) – кабіна; 2,3g (0,9g) – ДВЗ (наведені прискорення при дії пневматичних та електродинамічного (у дужках) випромінювачів). При цьому на сидінні оператора їх значення не перевищує 0,7g, що є нижчим за нормативні показники.
Розроблений автоматичний стабілізатор положення робочої опори з раціональними параметрами, одержаними шляхом досліджень на основі побудованої його математичної моделі, дозволяє знизити динамічні навантаження, збільшити продуктивність і підвищити стійкість трактора на робочих режимах (допустимі похили опорної поверхні збільшуються з 0,087 рад (5) до 0,24 рад (14). Автоматична система має достатню швидкодію (7...20 с) і малу зону нечутливості (0,0017…0,0052 рад (0,1...0,3).
Розроблена математична модель фізичних процесів у пневматичному випромінювачі і відома модель електродинамічного випромінювача дозволяють досліджувати вплив їх конструктивних та експлуатаційних параметрів на значення і тривалість силової дії на трактор. Тип сейсмоджерела впливає на динамічну навантаженість трактора. За силою і тривалістю дії на трактор перевагу мають електродинамічні випромінювачі, які, у той же час, поступаються пневматичним за рядом експлуатаційних показників. Вибрані раціональні значення параметрів випромінювачів забезпечують силовий імпульс у діапазоні 10…150 кН. Його тривалість становить 5...12 мс для електродинамічного випромінювача і 30...35 мс – для пневматичного.
Встановлено, що внаслідок короткочасності дії імпульсів випромінювача вони не впливають на швидкість руху трактора при виконанні безперервного профілювання. Так, електродинамічний випромінювач викликає відхилення від початкового значення швидкості лише на 4,610-3 м/с за час 0,01 с, а пневматичний – на 1610-3 м/c за 0,03 с.
Проведені за розробленими методиками експериментальні дослідження в лабораторних і польових умовах показали адекватність математичних моделей реальним системам і прийнятний збіг розрахункових й експериментальних результатів (найбільша розбіжність – до 12 %). З їх допомогою були також визначені пружні і дисипативні характеристики деяких елементів розрахункової схеми.
Розрахункові й експериментальні дані показують, що при дії імпульсу з характеристиками з розглянутих діапазонів вертикальні прискорення робочого місця оператора не перевищують допустимих значень, однак близькі до них. Для створення більш сприятливих умов роботи оператора кращою є відома схема компонування транспортного засобу з переднім розташуванням кабіни.
На підставі результатів виконаної роботи трактор Т-150К був рекомендований як носій однокамерних сейсмоджерел розглянутих типів, а виробник – Харківський тракторний завод – санкціонував його застосування. Теоретичні та експериментальні дані досліджень можуть бути використані при створенні спеціальної техніки, що працює в умовах імпульсного навантаження різної природи.
Публікації автора:
Бунятов Ч.С., Сергиенко Н.Е., Нечуйвитер Л.И. К вопросу повышения проходимости транспортных средств на отдельных труднопроходимых участках // Известия ВУЗов СССР. Нефть и газ. Азербайдж. ин-т нефти и химии. – Баку. – 1986. – № 11. – С. 74, 94. (здобувач запропонував нову конструкцію устаткування трактора).
Сергиенко Н.Е. Трактор Т-150К как объект исследования транспортной базы сейсмоисточника // Вестн. Харьк. политехн. ин-та. – №254: Конструирование и исследование тракторов. Вып.7. – 1988. – С. 7-10.
Сергиенко Н.Е. Обоснование схемы стабилизации опоры самоходной сейсмоустановки и определение кинематических зависимостей // Информационные технологии: наука, техника, технология, образование, здоровье: Тр. Междунар. научн.- техн. конф.– Харьков. – 1997.–Ч.З. – С. 390-393.
Сергиенко Н.Е. Моделирование сигнала сейсмоизлучателя, действующего на трактор-тягач // Информационные технологии: наука, техника, технология, образование, здоровье: Сб. научн. трудов ХГПУ. – Вып. 6: В 4-х частях. – Ч.2. – Харьков.– 1998. – С. 139-141.
Сергиенко Н.Е. Определение характеристик опоры трактора при работе с сейсмоизлучателем // Тракторная энергетика в растениеводстве. Сб. научн. тр. ХГТУСХ.– Харьков.– 1999. – С. 201-205.
Сергиенко Н.Е. Математическая модель пневматического излучателя генератора механических колебаний // Механiка та машинобудування.– 2000.– №1.– С.100-106.
Пясецкий В.В., Сергиенко Н.Е., Рулев В.Н., Малакей А.Н., Кузьменко Л.В. Обоснование параметров малогабаритных тракторов по потенциальным тяговым характеристикам // Механізація с.-г. виробництва. Вісник ХДТУСГ. Вип. 1. Харків. – 2000. – С. 75-79. (здобувач установив закономірності зв'язку між опором рухові, потужністю двигуна і масою трактора регульованого тягового класу).
Сергиенко Н.Е. Результаты экспериментальных исследований автомобилей и тракторов при работе с генераторами сейсмических колебаний // Вісник Кременчуцького держ. політехн. ун-ту. – 2002.– Вип.3(14). – С. 39-41.
Источник сейсмических сигналов: А.с. 1236395 СССР, МКИ G 01 V 1/157 / Н.Е. Сергиенко, Л.И. Нечуйвитер, М.Н. Коденко, Б.Г. Ваншельбойм, Е.И. Грива (СССР) - №3818766/24-25; Заявлено 30.11.84; Опубл. 07.06.86, Бюл. №21. – 4 с. ил. (здобувач розробив нову конструкцію самохідного ОГСС зі стабілізатором опори трактора).
Сергиенко Н.Е., Нечуйвитер Л.И. Исследование динамических нагрузок в элементах конструкции трактора Т-150К как транспортного средства сейсмоисточника // Тезисы докладов Всесоюз. научн. - техн. конф. «Совершенствование тракторных конструкций». – Москва: НПО «НАТИ».– 1985. – С.138. (здобувач виконав дослідження наватаженості трактора при роботі з електродинамічним ОГСС).
Сергиенко Н.Е., Коденко М.Н. Некоторые результаты математического моделирования нагруженности трактора Т-150К при воздействии сейсмоисточника // Тезисы докладов Всесоюз. научн.- практ. конф. «Совершенствование тракторных конструкций и узлов». – Москва: НПО «НАТИ». – 1987. – С.126. (здобувач на базі удосконаленої математичної моделі визначив навантаженість трактора при дії ударного імпульсу).
Коденко М.Н., Сергиенко Н.Е. К вопросу управления технологическим оборудованием // Тезисы докладов Всесоюз. научн. - техн. конф. «Пути и средства автоматизации управления машинно-тракторными агрегатами, предназначенными для работы в экстремальных условиях». – Челябинск: ЧФ НАТИ. – 1988. – С. 67. (здобувач досліджував автоматизований стабілізатор опори трактора при дискретному і широтноімпульсному керуванні).
Коденко М.Н., Сергиенко Н.Е. Оценка влияния технологического оборудования на скорость движения трактора-тягача // Тезисы докладов Всесоюз. научн. - техн. конф. «Совершенствование тракторных конструкций и узлов – важнейшее направление укрепления материально-технической базы АПК». – Москва: НПО «НАТИ». – 1989. – С. 21-22. (здобувач визначив зміну лінійної швидкості трактора при впливі ОГСС).
Коденко М.Н., Сергиенко Н.Е., Коробанов Д.П. Стенд для исследования системы стабилизации положения технологического оборудования, размещаемого на тракторе-тягаче // Тезисы докладов Всесоюз. научн. - техн. конф. «Совершенствование тракторных конструкций и узлов – важнейшее направление укрепления материально-технической базы АПК». – Москва: НПО «НАТИ».– 1989.– С.22-23. (здобувач розробив нову конструкцію стенду і вимірювальний комплекс для дослідження положення опори трактора з ОГСС).
Ваншельбойм Б.Г., Коденко М.Н., Краснопольский М.Г., Сергиенко Н.Е. Исследование автомобиля при работе с вибрационным сейсмоисточником // Тезисы докладов 4-го всесоюзн. научн. техн. совещания «Динамика и прочность автомобиля». – Москва: АН СССР, МАМИ. – 1990. – С.50. (здобувач досліджував навантаженість автомобіля).
