Una herramienta computacional para la optimización de la geometría del enganche de tres puntos basada en la minimización de la transferencia de peso
Autores: Avello Fernández, Lianet; Maraldi, Mirko; Mattetti, Michele; Varani, Massimiliano
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Una herramienta computacional para la optimización de la geometría del enganche de tres puntos basada en la minimización de la transferencia de peso
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas Generales
Palabras clave
Efecto de transferencia de peso
Ejes del tractor
Operaciones agrícolas
Enganche de tres puntos
Distribución dinámica de carga
Optimiser
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 27
Citaciones: Sin citaciones
El efecto de transferencia de peso, que consiste en el cambio en la distribución de carga dinámica entre los ejes delantero y trasero del tractor, es uno de los fenómenos más perjudiciales para el rendimiento, comodidad y seguridad de las operaciones agrícolas. La transferencia excesiva de peso del eje delantero al eje trasero del tractor puede ocurrir durante la operación o maniobra de implementos conectados al tractor a través del enganche de tres puntos (TPH). En este sentido, un diseño óptimo del TPH puede garantizar una mejor distribución de carga dinámica y, en última instancia, mejorar el rendimiento operativo, la comodidad y la seguridad. En este estudio, se desarrolla una herramienta computacional (el Optimizador) para la determinación de una geometría del TPH que minimice el efecto de transferencia de peso. El Optimizador se basa en un algoritmo de minimización restringida. La función objetivo a minimizar está relacionada con la transferencia de carga del eje delantero al eje trasero del tractor durante una maniobra de referencia simulada realizada con un implemento de referencia en un suelo de referencia. Las simulaciones se basan en un modelo dinámico del conjunto tractor-TPH-implemento. La geometría determinada por el Optimizador cumple con los requisitos funcionales de la norma ISO-730 y otros requisitos de diseño. La interacción entre el suelo y el implemento durante la maniobra de referencia simulada se validó con éxito frente a datos experimentales. Los resultados de la simulación muestran que la maniobra de referencia adoptada es efectiva para desencadenar el efecto de transferencia de peso, con una carga en el eje delantero que muestra un valor pico a pico de durante la maniobra. Se realizó una prueba de referencia a partir de la geometría de un TPH disponible comercialmente; la prueba mostró que el Optimizador, después de 36 iteraciones, pudo encontrar una geometría optimizada del TPH que permite reducir el efecto de transferencia de peso en un 14.9%.
Descripción
El efecto de transferencia de peso, que consiste en el cambio en la distribución de carga dinámica entre los ejes delantero y trasero del tractor, es uno de los fenómenos más perjudiciales para el rendimiento, comodidad y seguridad de las operaciones agrícolas. La transferencia excesiva de peso del eje delantero al eje trasero del tractor puede ocurrir durante la operación o maniobra de implementos conectados al tractor a través del enganche de tres puntos (TPH). En este sentido, un diseño óptimo del TPH puede garantizar una mejor distribución de carga dinámica y, en última instancia, mejorar el rendimiento operativo, la comodidad y la seguridad. En este estudio, se desarrolla una herramienta computacional (el Optimizador) para la determinación de una geometría del TPH que minimice el efecto de transferencia de peso. El Optimizador se basa en un algoritmo de minimización restringida. La función objetivo a minimizar está relacionada con la transferencia de carga del eje delantero al eje trasero del tractor durante una maniobra de referencia simulada realizada con un implemento de referencia en un suelo de referencia. Las simulaciones se basan en un modelo dinámico del conjunto tractor-TPH-implemento. La geometría determinada por el Optimizador cumple con los requisitos funcionales de la norma ISO-730 y otros requisitos de diseño. La interacción entre el suelo y el implemento durante la maniobra de referencia simulada se validó con éxito frente a datos experimentales. Los resultados de la simulación muestran que la maniobra de referencia adoptada es efectiva para desencadenar el efecto de transferencia de peso, con una carga en el eje delantero que muestra un valor pico a pico de durante la maniobra. Se realizó una prueba de referencia a partir de la geometría de un TPH disponible comercialmente; la prueba mostró que el Optimizador, después de 36 iteraciones, pudo encontrar una geometría optimizada del TPH que permite reducir el efecto de transferencia de peso en un 14.9%.