Development of a mathematical model of an articulated cross-country vehicle for the Arctic zones of the Russian Federation, regions of the Far North and the Far East

Abstract

Currently Bauman Moscow State Technical University, PJSC "KAMAZ" and Moscow Polytechnic University are working on the creation of an articulated-cross-country vehicle on the basis of serial units and aggregates of KAMAZ vehicles, the main design feature of which is the joint junction. Depending on the design, single-stage, two-stage and three-stage hinges are distinguished, allowing to realize rotation around the vertical, longitudinal and transverse axis of the junction joint. The article deals with the influence of the angle of inclination of the pivot pin (vertical axis) and the introduction of an additional (longitudinal) degree of freedom in a single-junction joint at the stabilizing moment. For this purpose, a mathematical model of an articulated cross-country vehicle was developed in the environment of the automated analysis of the dynamics of systems of bodies. The description of the main nodes, systems and control algorithms of the developed all-terrain vehicle is given. During the simulation, the movement of the vehicle was investigated when performing the typical maneuver with different versions of the joint unit with simultaneous registration of the folding angle of the frame sections. Based on the studies performed and analysis of their results, the following conclusions are formulated: the stabilizing moment, sufficient to return the frame sections to the initial position, arises only at large angles of inclination of the pivot pin, and the introduction of an additional degree of freedom in the junction node substantially reduces the stabilizing moment. Further development of the mathematical model will allow at the design stage to estimate such operational indicators of the all-terrain vehicle being developed as smooth running, profile cross-country, traction and braking dynamics under different road conditions.

Keywords

joint junction / articulated-cross-country vehicles / environment for automated analysis of the dynamics of body systems / simulation

References

[1] Котляков В.М., Гуцуляк В.Н. Арктика. Большая российская энциклопедия. Т. 2. Анкилоз-Банка. М.: Большая российская энциклопедия, 2005. Т. 2. С. 227-231 (Большая российская энциклопедия: в 30 т. Т. 2. 766 с.).

[2] Сулейманов А.А. Сотрудничество Советского Союза и приарктических стран в области научного изучения Арктики в годы «разрядки» // 1945 год: формирование основ послевоенного мироустройства. Киров: Радуга-ПРЕСС, 2015. 468 с.

[3] Воздействие изменения климата на российскую Арктику: анализ и пути решения проблемы. М.: WWF России, 2008. 28 с.

[4] Клименко В.В., Астрина Н.А. Документальные свидетельства сильных колебаний климата российской Арктики в XV-XX вв. // История и современность. 2006. № 1. С. 179-217.

[5] Универсальный механизм: программный комплекс для моделирования динамики и кинематики плоских и пространственных механических систем [Электронный ресурс]. URL: http://www.umlab.ru (дата обращения: 27.07.2016).

[6] EULER: программный комплекс автоматизированного динамического анализа многокомпонентных механических систем [Электронный ресурс]. URL: http://www.euler.ru (дата обращения: 27.07.2016).

[7] ADAMS: The Multibody Dynamics Simulation Solution [Электронный ресурс]. URL: http://www.mscsoftware.com/product/adams (дата обращения: 27.07.2016).

[8] Котиев Г.О., Горелов В.А., Бекетов А.А. Математическая модель движения вездеходного транспортного средства // Журнал автомобильных инженеров. 2008. № 1(48). С. 50-54.

[9] Горелов В.А., Комиссаров А.И., Мирошниченко А.В. Моделирование колесного транспортного средства 8×8 в программном комплексе автоматизированного анализа динамики систем тел // Сборник: Пром-Инжиниринг: труды Международной научно-технической конференции. ФГБОУ ВПО «Южно-Уральский государственный университет» (Национальный исследовательский университет). Челябинск, 2015. С. 221-225.

[10] Горелов В.А., Комиссаров А.И., Косицын Б.Б. Исследование движения автомобиля в программном комплексе автоматизированного моделирования динамики систем тел // Журнал автомобильных инженеров. 2016. № 1(96). С. 18-23.

[11] Рождественский Ю.Л., Машков К.Ю. О формировании реакций при качении упругого колеса по недеформируемому основанию // Труды МВТУ. 1982. № 390. С.56-64.

RIGHTS & PERMISSIONS

Gorelov V.A., Kartashov A.B., Kovtun K.I., Komissarov A.I.