اهمیت ترامکانیک در طراحی خودرو‌های خارج جاده‌ای

نوع مقاله: مقاله علمی ترویجی

نویسندگان

1 کارشناس ارشد، دانشکدة مهندسی خودرو، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران

2 استادیار، دانشکده مهندسی خودرو، دانشگاه علم و صنعت ایران

چکیده

تلاش این مقاله بر تدوین اجمالی معرفی دانش ترامکانیک و اهمیت آن در طراحی خودروهای خارج‌ جاده‌ای است. این مقوله در سرفصل‌های درسی دانشکده‌های مهندسی مکانیک کشور مغفول مانده و منابع فارسی اندکی در این حوزه منتشر شده ‌است. از سویی، صنایع متعددی در کشور (مانند کشاورزی، راه‌سازی، نظامی، محیط زیست و امداد و نجات) نیازمند اطلاعات در این حوزه‌اند. مهندسان خودرو‌های خارج جاده‌ای در طراحی این دسته از خودرو‌ها با چالش‌هایی روبرو هستند که در طراحی خودرو‌های معمولی دیده نمی‌شود. چالش‌هایی از قبیل نیروی پیشران و ترمزی کافی، فرمان‌پذیری و قابلیت یدک‌کشی. خاک به‌عنوان یک محیط عملیات خارج جاده‌ای با تغییرات دما و رطوبت خواص متفاوتی دارد. داشتن دانش کافی از ویژگی‌های مکانیکی خاک و واکنش آن نسبت به بار خودرو برای تعیین عملکرد یک خودرو خارج جاده‌ای ضروری است. مطالعة عملکرد یک خودرو خارج جاده‌ای در ارتباط با محیط عملیاتی آن (مسیر حرکت)، در علمی با عنوان ترامکانیک بررسی می‌شود. از اینرو مهندسان برای محاسبة عملکرد خودرو خارج جاده‌ای از قبیل پیش‌بینی امکان تردد، قابلیت یدک‌کشی و فرمان‌گیری مناسب از ترامکانیک بهره می‌گیرند. امروزه محدودة وسیعی از تحقیقات و توسعة صنعت خودروسازی، در زمینه‌هایی چون کشاورزی، صنایع ساختمان‌سازی و معدن، اکتشافات سیاره‌های جدید (مریخ‌پیما)، عملیات نظامی، خودروهای نوین خودران و بدون سرنشین معطوف شده است. این نوع خودرو‌ها ممکن است با مسیر‌های متفاوت، از ماسة بیابانی گرفته تا گل نرم یا برف تازه، روبرو شوند. مهندسان با به‌کارگیری مدل‌های مختلف ترامکانیکی در راستای بهبود و توسعه خودروهای خارج جاده‌ای قدم بر‌می‌دارند.

کلیدواژه‌ها


[1] J. Y. Wong, Terramechanics and Off-Road Vehicle Engineering, Elsevier, 2010, pp. 1–19.

[2] R. L. Raper, A. C. Bailey, E. C. Burt, T. R. Way, P. Liberati, The effects of reduced inflation pressure on soil-tire interface stresses and soil strength, J. Terramechanics, vol. 32, no. 1, pp. 43–51, Jan. 1995.

[3] H. Taghavifar and A. Mardani, Investigating the effect of velocity, inflation pressure, and vertical load on rolling resistance of a radial ply tire, J. Terramechanics, vol. 50, no. 2, pp. 99–106, 2013.

[4] G. S. V. Raghavan, E. McKyes, M. Chassé, Effect of wheel slip on soil compaction, J. Agric. Eng. Res. vol. 22, no. 1, pp. 79–83, Mar. 1977.

[5] J. Y. Wong, Theory of ground vehicles, John Wiley & Sons, 2008.

[6] Off-road vehicle, https://en.wikipedia.org (accessed January 10, 2018).

[7] Kégresse track, https://en.wikipedia.org (accessed January 10, 2018).

[8] Jeep, https://en.wikipedia.org (accessed January 10, 2018).

[9] تاریخچه صنعت خودرو در ایران / اسب بخار،

http://asbe-bokhar.com/article/news (accessed January 10, 2018)

[10] دانشنامة آزاد ویکی‌پدیا، پارس‌خودرو، پارس - خودرو

https://fa.wikipedia.org/wiki

(accessed January 10, 2018)

[11] Sh. Taheri, C. Sandu, S. Taheri, E. Pinto, D. Gorsich, A technical survey on Terramechanics models for tire–terrain interaction used in modeling and simulation of wheeled vehicles, J. Terramechanics, vol. 57, pp. 1–22, 2015.

[12] ع. مردانی، مدل‌های مبتنی بر فیزیک ترامکانیک طی برهم‌کنش چرخ و خاک، دهمین کنگره ملی مهندسی ماشین‌های کشاورزی (بیوسیستم) و مکانیزاسیون ایران، 1395.

[13] دانشنامة آزاد ویکی‌پدیا، خاک

https://fa.wikipedia.org/wiki (accessed January 10, 2018)

[14] ب. ام. داس, اصول مهندسی ژئوتکنیک، جلد اول: مکانیک خاک، ترجمه ش. طاحونی، ‌پارس آیین، 1394.

[15] ج. احدیان، ا. سالم‌نیا، م. کریمی، بررسی تاثیر مقدار رطوبت و درصد تراکم اولیه بر مقاومت فشاری و مدول الاستیسیته دو نوع خاک رسی و رس‌ماسه‌ای، در حفاظت منابع آب‌وخاک، ش. 2، ج. 1، ص. 29-50، 1390.

[16] Wikipedia online encyclopedia, “Tractor unit.” https://en.wikipedia.org/wiki/Tractor_unit (accessed January 10, 2018).

[17] C. Janarthanan et al., Traction and drawbar pull experimental study for development of deep sea mining machine, in 2015 IEEE Underwater Technology (UT), 2015, pp. 1–7.

[18] J. Y. Wong, Terramechanics and Off-Road Vehicle Engineering, 2010, pp. 129–153.

[19] “First Oshkosh LVSR Deployed in Afghanistan - autoevolution.” https://www.autoevolution.com (accessed January 10, 2018).

[20] J. Y. Wong, Terramechanics and Off-Road Vehicle Engineering, 2010, pp. 155–176.

[21] “Future of farming: Driverless tractors, ag robots”, http://www.cnbc.com (accessed January 10, 2018).

[22] K. Sim, H. Lee, J. W. Yoon, C. Choi, S. H. Hwang, Effectiveness evaluation of hydro-pneumatic and semi-active cab suspension for the improvement of ride comfort of agricultural tractors, J. Terramechanics, vol. 69, pp. 23–32, 2017.

[23] Wikipedia online encyclopedia, “Driverlesstractor” https://en.wikipedia.org (accessed January 10, 2018).

[24] Wikipedia online encyclopedia, “Unmannedgroundvehicle”, https://en.wikipedia.org (accessed January 10, 2018).

[25] دانشنامة آزاد ویکی‌پدیا، "خودروی خودگردان"

https://fa.wikipedia.org (accessed January 10, 2018).

[26] “Oshkosh TerraMax Unmanned Ground Vehicle Technology-Army Technology”, http://www.army-technology.com (accessed January 10, 2018).

[27] “Terramechanics-based modeling of sinkage and moment for in-situ steering wheels of mobile robots on deformable terrain, Mech. Mach. Theory, vol. 116, pp. 14–33, Oct. 2017.

[28] Z. Deng, X. Fan, H. Gao, L. Ding, Influence analysis of terramechanics on conceptual design of manned lunar rover’s locomotion system, in Proceedings of 2011 International Conference on Electronic & Mechanical Engineering and Information Technology, 2011, pp. 645–648.

[29] G. Ishigami, Terramechanics-based analysis and control for lunar/planetary exploration robots, Self, March, 2008.

[30] “NASA - Mars Rover Curiosity Landing.” https://www.nasa.gov (accessed January 10, 2018).