Pemodelan ketidakstabilan dinamis pada traktor
Engineering

Pemodelan ketidakstabilan dinamis pada traktor


Biosystems Engineering , Volume 204, 2021, Halaman 156-169. © 2021 Diterbitkan oleh Elsevier Ltd atas nama IAgrE.” width=”800″ height=”530″/>

Atas: Beban draf P. [kN]: Tengah: Gaya traksi yang bekerja pada roda depan Fd, 1 [kN] dan batasan gesekan statik pada ban depan μfv, 1 [kN]; Bawah: Gaya traksi yang bekerja pada ban depan Fd, 2 [kN] dan batasan gesekan statik pada ban depan μfv, 2 [kN]. Kredit: Gambar diadaptasi dengan izin dari Rekayasa Biosistem, Volume 204, 2021, Halaman 156-169. © 2021 Diterbitkan oleh Elsevier Ltd atas nama IAgrE.

Para peneliti di Universitas Pertanian dan Teknologi Tokyo (TUAT) memodelkan ketidakstabilan dinamis — yang disebut ‘lompatan listrik’ — yang dapat menyebabkan loncatan tak terkendali dan merusak traktor saat membajak tanah kering. Tim menemukan bahwa getaran gerak sendiri dapat muncul saat traktor mendorong ke tanah.

Membajak ladang di traktor mungkin tampak seperti pekerjaan yang tenang, tetapi getaran tiba-tiba dapat tumbuh secara tidak terduga dan mengancam Anda dalam kondisi tertentu. Masalahnya adalah bahwa dalam sistem nonlinier dengan komponen berpasangan, seperti halnya dengan traktor mekanis, getar kecil dapat tumbuh secara eksponensial hingga menjadi osilasi besar. Untuk traktor, ini disebut ‘power hop’. Untuk lebih memahami situasi yang berpotensi berbahaya ini, para peneliti di TUAT mensimulasikan persamaan yang berhubungan dengan gerakan vertikal, longitudinal, dan pitching dari traktor.

“Model kami mencerminkan dinamika seperti pantulan, gesekan tongkat-slip, dan permainan bebas, yang hilang dari beberapa upaya sebelumnya untuk memodelkan sistem kompleks ini,” kata penulis pertama Masahisa Watanabe. Persamaan tersebut disimulasikan menggunakan metode Runge-Kutta orde empat dalam skala milidetik.

Pada simulasi numerik menggunakan model yang dikembangkan, mekanisme terjadinya power hop dijelaskan pada gambar berikut.

Dalam simulasi, draft load beban P dinaikkan dari 0 menjadi 10 kN. Saat beban draft meningkat, gaya traksi pada ban depan dan belakang juga meningkat. Pada titik T1 gaya traksi depan mencapai batasan gesekan statik μfv, 1 dan terjadi osilasi stick-slip. Osilasi ini menyebabkan variasi beban vertikal dan gaya traksi. Variasi beban vertikal yang bekerja pada ban belakang menyebabkan dinamika stick slip pada ban belakang pada titik T2. Ketika osilasi menjadi parah, gaya traksi berkurang dan ada permainan bebas di titik T3. Beban vertikal yang bekerja pada ban depan dan belakang menjadi nol dan ban depan dan belakang kehilangan kontak dengan tanah di titik T4 dan T5 masing-masing.

Pendekatan ini memungkinkan para peneliti untuk membuat diagram bifurkasi yang menunjukkan wilayah stabilitas dan kapan dinamika power hop dimulai. Model tersebut menunjukkan bahwa power hop dapat terjadi berdasarkan gaya tarik drawbar, kondisi tanah, dan kondisi ban.

Risiko tertinggi power hop melibatkan situasi dengan beban draf tinggi di tanah kering. Artinya, putaran umpan balik yang berbahaya dimulai saat memantul, yang menyebabkan hilangnya traksi total dengan tanah. Model tersebut bahkan mampu menjelaskan mengapa ketidakstabilan ini lebih mungkin terjadi pada traktor berpenggerak empat roda. “Hasil yang kami peroleh sesuai dengan kebijaksanaan konvensional dari petani tentang power hop, serta eksperimen sebelumnya,” kata penulis senior Kenshi Sakai. Sambungan nonlinier antara bagian yang bergerak dapat terjadi di banyak pengaturan industri, dan memahami cara menghindari dinamika yang kacau atau getaran yang tidak terkontrol dapat menghasilkan pabrik dan peternakan yang lebih aman.


Matematika untuk menjaga agar petani tetap pada jalurnya


Informasi lebih lanjut:
Masahisa Watanabe dkk, Model power hop baru untuk traktor pertanian dengan kopling bouncing, stick-slip, dan dinamika free-play, Rekayasa Biosistem (2021). DOI: 10.1016 / j.biosystemseng.2021.01.007

Disediakan oleh Universitas Pertanian dan Teknologi Tokyo

Kutipan: Pemodelan ketidakstabilan dinamis di traktor (2021, 4 Mei) diambil pada 4 Mei 2021 dari https://techxplore.com/news/2021-05-dynamic-instability-tractors.html

Dokumen ini memiliki hak cipta. Selain dari transaksi yang adil untuk tujuan studi atau penelitian pribadi, tidak ada bagian yang boleh direproduksi tanpa izin tertulis. Konten tersebut disediakan untuk tujuan informasi saja.


Halaman Ini Di Persembahkan Oleh : Togel HKG