ИМИТАЦИОННАЯ МОДЕЛЬ АВТОМОБИЛЬНОГО МАНИПУЛЯТОРА, РЕАЛИЗОВАННАЯ В СРЕДЕ САПР

П.И. Попиков, В.А. Зеликов, К.А. Яковлев, К.А. Меняйлов, М.Л. Шабанов, М.Н. Лысыч

Скачать

№ 4 (36)

Технологии. Машины и оборудование

Сведения об авторах

Попиков Петр Иванович – доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой механизации лесного хозяйства и проектирования машин

ФГБОУ ВО «Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г.Ф. Морозова», г. Воронеж, Российская Федерация

e-mail: popikovpetr@yandex.ru

Зеликов Владимир Анатольевич – доктор технических наук, доцент, заведующий кафедрой организации перевозок и безопасности движения

ФГБОУ ВО «Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г.Ф. Морозова», г. Воронеж, Российская Федерация

e-mail: zelikov-vrn@mail.ru

Яковлев Константин Александрович – доктор технических наук, доцент

ФГБОУ ВО «Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г.Ф. Морозова», г. Воронеж, Российская Федерация

Меняйлов Константин Александрович – аспирант кафедры организации перевозок и безопасности движения

ФГБОУ ВО «Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г.Ф. Морозова», г. Воронеж, Российская Федерация

e-mail: kos_menyailov@mail.ru

Шабанов Михаил Леонидович – кандидат технических наук, доцент кафедры лесной промышленности, метрологии, стандартизации и сертификации

ФГБОУ ВО «Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г.Ф. Морозова», г. Воронеж, Российская Федерация

e-mail: lpmsis@vglta.vrn.ru

Лысыч Михаил Николаевич – кандидат технических наук, доцент кафедры лесной промышленности, метрологии, стандартизации и сертификации

ФГБОУ ВО «Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г.Ф. Морозова», г. Воронеж, Российская Федерация

e-mail: miklynea@yandex.ru

 

Аннотация: 

Статья посвящена проблемам имитационного моделирования рабочего процесса автомобильного крана-манипулятора с применением современных систем автоматизированного проектирования и приложений для инженерных расчетов. В настоящее время для моделирования работы манипуляторной техники преимущественно используются аналитические методы, такие как «ручное» составление и решение уравнений Лагранжа II рода, либо еще более простые оценочные расчеты, основанные лишь на базовых понятиях теоретической механики. Однако подобные объекты состоят из множества деталей, находящихся в сложном поступательном и вращательном движении, контактном взаимодействии друг с другом. Если такие сложные системы моделировать указанными аналитическими методами, приходится вводить целый ряд допущений, которые сильно упрощают математическую модель, и уровень ее адекватности оказывается невысоким. Также в последнее время за рубежом часто используют численные методы моделирования механизмов, которые реализуются через языки программирования, путём детального описания изучаемого процесса. Альтернативой данным методам является использование систем автоматизированного проектирования, в которых численные методы встроены на уровне ядра программы и требуют задания основных геометрических, динамических и кинематических параметров механизма и окружающей среды, после чего позволяют рассчитать параметры функционирования исследуемого объекта. Рассмотрен процесс создания имитационный модели автомобильного крана-манипулятора являющейся аналогом существующей лабораторной установки. Для этого разработана 3D-модель манипулятора в среде САПР SolidWorks. На ее базе создана имитационная модель манипулятора и испытательного стенда, реализованного в CAE-приложении SOLIDWORKS Motion. Описана методика создания и основные возможности полученной имитационной модели.

 

Ключевые слова: 

автомобильный кран-манипулятор, имитационное моделирование, САПР, приложения для инженерных расчетов

 

Для цитирования: 

Имитационная модель автомобильного манипулятора, реализованная в среде САПР / П. И. Попиков, В. А. Зеликов, К. А. Яковлев [и др.] // Лесотехнический журнал. – 2019. – Т. 9. – № 4 (36). – С. 142–150. – Библиогр.: с. 147–149 (14 назв.). – DOI: 10.34220/issn.2222-7962/2019.4/16.

 

Литература: 

1. Посметьев, В. И. Повышение эффективности лесовозного автомобиля с помощью рекуперативного гидропривода / В. И. Посметьев, В. О Никонов // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета. – 2017. –  № 131. – С. 100–113. – URL: http://ej.kubagro.ru/2017/131/pdf/54.pdf.

2. Оптимизация параметров грузоподъемных механизмов автомобильных гидроманипуляторов / Д. Н. Родионов, П. И. Попиков, И. В. Четверикова, С. С. Веневитина // Альтернативные источники энергии в транспортно-технологическом комплексе: проблемы и перспективы рационального использования: сб. науч. трудов по материалам ежегодных конференций / отв. ред. А. И. Новиков. – Воронеж, 2016. – Т. 3, вып. 2 (5). – С. 278–282.

3. Шеленков, А. Н. Использование 3D моделирования для расчета гидроманипуляторов / А. Н. Шеленков, П. Г. Колесников. // Современные наукоемкие технологии. – 2010. – № 3. – С. 56-57.

4. Математическое моделирование процессов в системе гидропривода лесных манипуляторов / П. И. Попиков, П. И. Титов, А. А. Сидоров, С. В. Долженко [и др.] // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета. – 2011. – № 69. – С. 96–106. – URL: http://ej.kubagro.ru/2011/69/pdf/28.pdf.

5. Колесников, П. Г. Применение аппарата трёхмерного твердотельного моделирования в САПР "SolidWorks" при расчёте элементов гидроманипуляторов / П. Г. Колесников, Г. Д. Моисеев // Новые материалы и технологии в машиностроении. – 2013. – № 18. – С. 148–150.

6. Посметьев, В. И. Компьютерное моделирование рекуперативного тягово-сцепного устройства лесовозного автомобиля с прицепом / В. И. Посметьев, В. О. Никонов, В. В. Посметьев // Известия высших учебных заведений. Лесной журнал. – 2019. – № 4 (370). – С. 108–123.

7. Попиков, П. И. Эффективность применения рекуперативного привода на лесных машинах / П. И. Попиков, Д. В. Обоянцев, К. А. Меняйлов // Лесотехнический журнал. – 2012. – № 3 (7) – С. 95–98.

8. Смирнов, М. Ю. Результаты экспериментальных исследований продолжительности погрузки и выгрузки лесоматериалов навесными гидроманипуляторами / М. Ю. Смирнов, И. Р. Бакулина // Вестник Московского государственного университета леса – Лесной вестник. – 2008. – № 4. – С. 43–47.

9. Ермалицкий, А. А. Математическое моделирование процессов погрузки пачек сортиментов и хлыстов колесным лесопогрузчиком с гидроманипулятором / А. А. Ермалицкий, Д. В. Клоков, М. Т. Насковец // Актуальные проблемы лесного комплекса. – 2005. – № 11. – С. 8–12.

10. Анализ динамики телескопических гидроманипуляторов лесных машин / В. Ф. Полетайкин, П. Г. Колесников, А. Г. Савельев, Г. Д. Моисеев // Механизация строительства. – 2016. – Т. 77. – № 12. –
С. 41–44.

11. Оценка путей модернизации лесовозного автопоезда, оснащенного гидроманипулятором / И. Р. Шегельман, В. И. Скрыпник, А. В. Кузнецов, А. С. Васильев // Фундаментальные исследования. – 2016. – № 12-4. – С. 789–794.

12. Сергеев, А. А. Применение гидроманипулятора на грузовом транспортном средстве / А. А. Сергеев // Наука, техника и образование. – 2017. – № 1 (31). – С. 55–57.

13. Гольштейн, Г. Ю. Зависимость производительности гидроманипулятора ЛЗМ от изменения параметров гидросистемы / Г. Ю. Гольштейн // Актуальные проблемы лесного комплекса. – 2008. – № 21-3. – С. 188–190.

14. Energy saving of hydraulic drives of machines due to increase of effectiveness of hydraulic cylinders cuffs according to the results of simulation modeling / V. I. Posmetev, I. M. Bartenev, M. A. Malyukova, S. V. Malyukov // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering The I International Scientific Practical Conference "Breakthrough Technologies and Communications in Industry". 2019.