Математичне моделювання взаємодії рушіїв наземних роботизованих комплексів підвищеної прохідності із ґрунтом

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.authorКостюченко, І. В.
dc.contributor.authorСтрутинський, С. В.
dc.date.accessioned2026-02-13T14:32:07Z
dc.date.available2026-02-13T14:32:07Z
dc.date.issued2025
dc.description.abstractУ роботі розглядалося дослідження параметрів прохідності наземних роботизованих комплексів (НРК), які функціонують у складних дорожніх умовах, зокрема на м’яких ґрунтах і пересіченій місцевості. Основну увагу приділено розробці математичних моделей і комп’ютерній симуляції взаємодії різних типів рушіїв (колісних та гусеничних) із поверхнею. Запропоновано методику визначення параметрів контактної взаємодії з урахуванням нелінійних властивостей матеріалів та складних геометричних форм рушіїв. Зокрема у середовищі ANSYS (модуль Transient Structural) проведено серію чисельних експериментів, у яких реалізовано моделювання деформаційної взаємодії колісного та гусеничного рушія з ґрунтом. Для підвищення достовірності результатів використано ортотропну модель ґрунту, що враховує його шарувату структуру та анізотропію механічних властивостей, а також експоненційно-нелінійні характеристики гуми, визначені за експериментальною кривою “напруження-деформація”. Це дозволило математично описати комплексний процес формування контактної плями, оцінити розподіл напружень і тиску в зоні контакту та визначити закономірності зміни площі контакту і просідання під дією зовнішнього навантаження та удосконалити аналітичні методики розрахунку тягових характеристик та параметрів прохідності НРК. Практична цінність роботи полягає у можливості використання розроблених моделей на етапі проєктування наземних роботизованих комплексів, зокрема для прогнозування тягових характеристик, оцінки енергетичних витрат та оптимізації параметрів руху у різних дорожніх умовах.
dc.description.abstractotherThis study focuses on improving the off-road performance of ground and hybrid mobile robotic systems (MRS) operating under challenging terrain and surface conditions, particularly on soft soils and uneven surfaces. The focus is on the development of mathematical models and computer simulation of the interaction between different types of propulsion systems wheeled and tracked - and the terrain. A methodology for evaluating contact interaction, taking into account the nonlinear properties of materials and complex geometrical shapes, is proposed. In particular, a series of numerical experiments was conducted in ANSYS (Transient Structural module), simulating the deformation interaction of wheeled and tracked propulsion systems with the soil. To enhance the reliability of the results, an orthotropic soil model was used, reflecting its layered structure and anisotropy of mechanical properties, along with exponentially nonlinear characteristics of rubber determined from experimental stress–strain curves. This approach allowed for a mathematical description of the complex process of contact patch formation, evaluation of stress and pressure distribution within the contact zone, and determination of the patterns of contact area and settlement changes under applied external loads. The practical significance of this work lies in the possibility of using the developed models during the design phase of robotic systems, particularly for predicting traction performance, estimating energy consumption, and optimizing mobility parameters under various terrain conditions.
dc.format.pagerangeP. 271–280
dc.identifier.citationКостюченко, І. В. Математичне моделювання взаємодії рушіїв наземних роботизованих комплексів підвищеної прохідності із ґрунтом / І. В. Костюченко, С. В. Струтинський // Mechanics and Advanced Technologies. – 2025. – Vol. 9, No. 3(106). – P. 271–280. – Bibliogr.: 10 ref.
dc.identifier.doihttps://doi.org/10.20535/2521-1943.2025.9.3(106).337026
dc.identifier.orcid0009-0008-2179-6673
dc.identifier.orcid0000-0001-9739-0399
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/78796
dc.language.isouk
dc.publisherIgor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute
dc.publisher.placeKyiv
dc.relation.ispartofMechanics and Advanced Technologies, Vol. 9, No. 3(106)
dc.rights.urihttps://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
dc.subjectrobot
dc.subjectpropulsion system
dc.subjectsimulation
dc.subjectrobotics
dc.subjectUGV
dc.subjecthybrid
dc.subjectmobility
dc.subjectsoil mechanics
dc.subjectробот
dc.subjectрушій
dc.subjectсимуляція
dc.subjectробототехніка
dc.subjectНРК
dc.subjectгібридний
dc.subjectпрохідність
dc.subjectмеханіка ґрунтів
dc.subject.udc621.09.04
dc.titleМатематичне моделювання взаємодії рушіїв наземних роботизованих комплексів підвищеної прохідності із ґрунтом
dc.title.alternativeMathematical Modeling of the Interaction Between Propulsion Systems of High-Mobility Ground Robotic Systems and Soil
dc.typeArticle

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
271–280.pdf
Розмір:
1.06 MB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
8.98 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Mechanics and Advanced Technologies, Vol. 9, No. 3 (106)