بررسی تاثیر الگوی آج تایر بر عملکرد کششی تایر با مدل‌سازی المان محدود

تحقیقات نشان می‌دهد که 20 تا 55 درصد انرژی تراکتور در سطح درگیری تایر و زمین تلف می‌شود. خاک‌های کشاورزی نرم هستند بنابراین برای ایجاد کشش، آج تایر نقش اصلی را دارد. استفاده از روش‌های شبیه‌سازی رایانه‌ای برای بررسی برهم کنش تایر و خاک، آزمایش‌های فیزیکی را کم می کند و هزینه‌های طراحی و توسعه را به مقدار زیاد کاهش می‌دهد. تحقیق حاضر به بررسی تاثیر خصوصیات الگوی آج بر پارامترهای عملکرد کششی تایر با استفاده از شبیه‌سازی اجزا محدود سه بعدی در نرم‌افزارهای مدل‌سازی و شبیه سازی کتیا و آباکوس پرداخته است. در ابتدا، اعتبار شبیه‌سازی رایانه‌ای برهم کنش تایر با طرح آج کامل که همانند تایر استفاده شده در آزمایش سویل‌بین است، بررسی شد و پس از آن، مدل‌های تایر بدون طرح آج، مدل تایر با زاویۀ آج کمتر نسبت به زاویۀ آج در تایر با طرح آج کامل، مدل تایر با آج پهن تر نسبت به پهنای آج در تایر با طرح آج کامل، مدل تایر با آج بلندتر (ارتفاع بیشتر) نسبت به ارتفاع آج در تایر با طرح آج کامل و مدل تایر با فاصلۀ آج بیشتر (فاصله گام آج بیشتر) نسبت به فاصلۀ آج ها در تایر با طرح آج کامل مورد بررسی قرار گرفت. از مقایسۀ مقادیر به دست آمده برای شبیه‌سازی‌ها می‌توان نتیجه گرفت که فقدان آج باعث کاهش نیروی کششی و کاهش سرعت خطی می‌شود. همچنین هرچه مقدار زاویۀ آج با محور چرخ کاهش پیدا کند نیروی کششی افزایش می یابد اما سرعت خطی را در طول مسیر نوسانی و متغیر می‌کند. افزایش پهنای آج، میزان نیروی کشش را کاهش می دهد و افزایش ارتفاع آج باعث افزایش نیروی کششی می شود اما سرعت خطی را در طول مسیر نوسانی و متغیر می‌کند. افزایش فاصلۀ بین دو آج (یا گام آج) باعث نوسانی و متغیر شدن میزان نیروی کشش و سرعت خطی می‌شود.