Simulaciones Numéricas del Proceso de Conducción de un Neumático de Máquina con Ruedas en una Carretera Cubierta de Nieve
Autores: Wang, Di; Wang, Hui; Xu, Yan; Zhou, Jianpin; Sui, Xinyu
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Simulaciones Numéricas del Proceso de Conducción de un Neumático de Máquina con Ruedas en una Carretera Cubierta de Nieve
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Máquinas
Cubiertas de nieve
Neumáticos
Conducción
Simulaciones
Tracción
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 19
Citaciones: Sin citaciones
Las máquinas con ruedas, como los tractores agrícolas, las quitanieves y los robots móviles con ruedas, suelen trabajar en carreteras cubiertas de hielo o nieve. Por lo tanto, es muy importante estudiar la resistencia al deslizamiento y la tracción de los neumáticos de estas máquinas. En este artículo, investigamos el comportamiento de los neumáticos en terrenos cubiertos de nieve mediante simulaciones numéricas. Se establece un modelo de carretera cubierta de nieve de alta fidelidad, y se emplean la hidrodinámica de partículas suavizadas (SPH) y el método de elementos finitos (FEM) para tener en cuenta los comportamientos de las capas de nieve y del pavimento, respectivamente. Utilizamos el algoritmo de nodo a superficie para las interacciones de contacto entre la nieve y el pavimento. Los parámetros SPH para la nieve se calibran mediante un experimento de compresión triaxial. También se establece un modelo simplificado de neumático, utilizando el FEM, y se demuestra la efectividad del modelo a través de comparaciones con los datos experimentales en términos de rigidez. Finalmente, se simula el rendimiento de tracción del neumático en la carretera cubierta de nieve, y se investiga sistemáticamente la influencia de la configuración de la superficie del neumático, la carga externa, la presión de inflado y la compresión de la capa de nieve en los comportamientos de tracción del neumático.
Descripción
Las máquinas con ruedas, como los tractores agrícolas, las quitanieves y los robots móviles con ruedas, suelen trabajar en carreteras cubiertas de hielo o nieve. Por lo tanto, es muy importante estudiar la resistencia al deslizamiento y la tracción de los neumáticos de estas máquinas. En este artículo, investigamos el comportamiento de los neumáticos en terrenos cubiertos de nieve mediante simulaciones numéricas. Se establece un modelo de carretera cubierta de nieve de alta fidelidad, y se emplean la hidrodinámica de partículas suavizadas (SPH) y el método de elementos finitos (FEM) para tener en cuenta los comportamientos de las capas de nieve y del pavimento, respectivamente. Utilizamos el algoritmo de nodo a superficie para las interacciones de contacto entre la nieve y el pavimento. Los parámetros SPH para la nieve se calibran mediante un experimento de compresión triaxial. También se establece un modelo simplificado de neumático, utilizando el FEM, y se demuestra la efectividad del modelo a través de comparaciones con los datos experimentales en términos de rigidez. Finalmente, se simula el rendimiento de tracción del neumático en la carretera cubierta de nieve, y se investiga sistemáticamente la influencia de la configuración de la superficie del neumático, la carga externa, la presión de inflado y la compresión de la capa de nieve en los comportamientos de tracción del neumático.