Разработка цифровой модели рабочего органа земледельческого орудия

Цифровой двойник представляет собой виртуальную модель рабочего органа земледельческого орудия, позволяющую рассчитать и предвидеть его ожидаемое поведение в период всего срока эксплуатации.

(Цель исследования) Разработать алгоритм последовательных моделей, составляющих цифровой двойник рабочего органа земледельческого орудия.

(Материалы и методы) Первую составляющую алгоритма цифрового двойника определили методом ускоренных имитационных нагружений рабочего органа клина-рыхлителя, принятого в качестве объекта исследования. Вторую составляющую выявили методом тестирования различных почв с определением силовых эквивалентов. При описании последующих составляющих учитывали физико-механические свойства почв и материалы (упрочнения) для изготовления рабочих органов.

(Результаты и обсуждение) Показали, что алгоритм построения цифрового двойника рабочего органа земледельческого орудия складывается из цепочки последовательных действий и представляет систему цифрового описания рабочего органа, обеспечивающую нормативный срок службы при эксплуатации. В качестве первой составляющей алгоритма приняли результаты имитационного погружения, которые регистрируют характер распределения нормальных сил по поверхностям трения. Во второй составляющей учитывали результаты определения силового эквивалента при нагружении рабочего органа в условиях реальной почвенной среды. Выявили возможность построения карт интенсивностей абразивного износа поверхности трения, прогнозных расчетов элементов конструкции. Третью и четвертую составляющие применяли для обеспечения нормативного срока службы рабочего органа, исходя из минимальных затрат при изготовлении, соотнесенных к единице выработки нормативного ресурса.

(Выводы) Полученный алгоритм построения цифрового двойника – удобный инструмент при создании новых конструкций рабочих органов земледельческих орудий.

1. Панов И.М., Ветохин В.И. Физические основы механики почв. Киев: Феникс. 2008. 266 с.

2. Скиркус Р., Янкаускас В., Гайдис Р. Моделирование рабочих контактных нагрузок почвообрабатывающего элемента // Трение и износ. 2016. Т. 37. N4. С. 510-515.

3. Кабалдин Ю.Г., Шатагин Д.А., Кузмишина А.М. Разработка цифрового двойника режущего инструмента для механообрабатывающего производства // Тенденции развития науки и образования. 2018. N45. С. 50-57.

4. Синягов С.А., Куприяновский В.П., Куренков П.В., Намиот Д.Е., Степаненко А.В., Бубнов П.М., Распопов В.В., Селезнев С.П., Куприяновская Ю.В. Строительство и инженерия на основе стандартов BIM как основа трансформаций инфраструктур в цифровой экономике // International journal of open information technologies. 2017. Т. 5. N5. С. 46-79.

5. Кузнецова С.В. Преимущества применения технологии «цифровых двойников» в зарубежном и отечественном производстве // Проблемы экономики, финансов и управления производством. 2019. N45. С. 49-57.

6. Хрущев М.М., Бабичев М.Д. Абразивное изнашивание. М.: Наука. 1970. 252 с.

7. Мяленко В.И. Карта абразивного износа поверхности трения почворежущей детали // Трение и износ. 2020. Т. 41. N1. С. 128-132.

8. Мяленко В.И., Маринов Н.А. Пространственное динамометрирование рабочих органов почвообрабатывающих орудий // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2017. Т. 11. N5. С. 22-26.

9. Севернев М.М., Подлекарев Н.Н., Сохадзе В.Ш., Китиков В.О. Износ и коррозия сельскохозяйственных машин. Минск: Беларуская Навука. 2011. 334 с.

10. Чичинадзе А.В., Браун Э.Д., Буше Н.А. Основы трибологии (трение, износ, смазка). М.: Машиностроение. 2001. 664 с.