DOI: https://doi.org/10.32515/2414-3820.2019.49.233-241

The Use of Modern CAD Systems in the Design of Agricultural Machines

Denys Trykin, Sergiy Moroz, Kateryna Vasylkovska, Seriy Karpushyn

About the Authors

Denys Trykin, bachelor, Central Ukrainian National Technical University, Kropyvnytskyi, Ukraine

Sergiy Moroz, Associate Professor, PhD in Technics (Candidate of Technics Sciences), Central Ukraіnian National Technical University, Kropyvnytskyi, Ukraine

Kateryna Vasylkovska, Associate Professor, PhD in Technics (Candidate of Technics Sciences), Central Ukraіnian National Technical University, Kropyvnytskyi, Ukraine

Seriy Karpushyn, Associate Professor, PhD in Technics (Candidate of Technics Sciences), Central Ukraіnian National Technical University, Kropyvnytskyi, Ukraine

Abstract

For faster creation of new models of machines, manufacturers use modern CAD systems that allow creating not only drawings but also 3D models in a short time. It allows you to get a clear idea of both working bodies, units and mechanisms, and the machine as a whole. A large set of various tools for building elements and editing, analyzing models and assemblies, creating assemblies allow you to create not only drawings of parts, units, mechanisms and machines in a short time, but also to create their electronic catalogues and a complete set of specifications. These programs include SolidWorks. SolidWorks Simulation is a structural analysis tool that provides modelling solutions for linear and nonlinear static analysis, frequency analysis, stability, temperature analysis, fatigue, impact tests, linear and nonlinear dynamic analysis, and also optimization analysis. For example, select the paw of the soil ripper. We create a general model assembly that will be tested for strength and rigidity by external forces. In the toolbar, activate the Simulation toolbar, in which we select New Research. In the Property Manager window, select Static, and in the Apply Material tab, select the materials for each detail. We secure the assembly with the Fixing Advisor tool and point to the holes that secure the frame in the frame. In the External Load Consultant tool, select Pressure and specify the amount of force and its direction. In the Type property manager, we select Pressure Ranges and specify them. In the property manager window, The value of pressure indicates the magnitude and direction of forces separately on each surface. Divide the end surface and create the desired areas of the surface. We specify the boundaries of the surfaces of the parts that have contacts. Adjust the density of the grid to obtain more detailed results of the power calculation. We launch research. We get the results of calculations of power loads. The analysis of the calculations made by the program showed the areas of the model where the greatest internal stresses occur under the influence of external loads. Also shown are areas where the external forces are weak. We resize the model to obtain a structure that will not have areas with a dangerous concentration of internal stresses and provide its strength and rigidity. Thus, modern CAD software is a powerful tool for design engineers, who not only create 3D models of parts and their own, but also create drawings for manufacturing parts and assembling products that will be marketed, but also cut time for experimental research and production testing of the developed equipment. Load simulation tools allow us to identify weaknesses in the construction at the design stage and make the necessary changes without making bulk samples. This, in turn, significantly saves the cost of materials, which in turn affects the cost of products.

Keywords

SolidWorks Simulation, 3D–model, property manager, material, surface mesh

Full Text:

PDF

References

1. SolidWorks 2010. (2010). Rasshirennoe modelirovanie detaley [Advanced Part Modeling]. Dassault Systemes SoidWorks Corroration [in Russian]/

2. Dassault Systemes SoidWorks Corroration. Osnovnyie elementyi SolidWorks 2011 [Main elements SolidWorks 2011]. (2011). Dassault Systemes SoidWorks Corroration [in Russian].

3. Alyamovskiy, A.A. (2010). Inzhenernyye raschety v SolidWorks Simulation [Engineering Calculations in SolidWorks Simulation]. Moscow: DMK Press [in Russian]

4. Alyamovskiy, A.A. (2012). SolidWorks Simulation. Kak reshat prakticheskie zadachi [SolidWorks Simulation. How to solve practical task]. St. Petersburg: BKHV–Peterburg [in Russian].

5. Leshchenko, S.M. (2015). Intensyfikatsiia osnovnoho bezpolytsevoho obrobitku gruntu shliakhom vdoskonalennia konstruktsii kombinovanoho chyzelia [Intensification of basic tillage tillage by improving the design of the combined chisel]. Tezy V Vseukrainskoi naukovo–praktychnoi konferentsii «Innovatsiini tekhnolohii v APK» – Abstracts of the 5th All-Ukrainian Scientific and Practical Conference "Innovative Technologies in AIC". (pp. 66–69). Lutsk: LNTU [in Ukraine].

6. Leshchenko, S.M. & Salo, V.M. (2015). Vdoskonalennia konstruktsii chyzelnoi lapy kombinovanoho hlybokorozpushuvacha [Improvement of the design of the chisel paw of the combined deep baking powder]. Materialy X Mizhnarodnoi naukovo–praktychnoi konferentsii. Problemy konstruiuvannia, vyrobnytstva ta ekspluatatsii silskohospodarskoi tekhniky – Proceedings of the X International Scientific and Practical Conference. Problems of design, production and operation of agricultural machinery. (pp.123–126). Kirovohrad: KNTU [in Ukraine].

7. Leshchenko, S.M. (2016). Vdoskonalennia kombinovanoho chyzelnoho hlybokorozpushuvacha [Improvement of the combined chisel deep baking powder]. Suchasni naukovi doslidzhennia ta rozrobky: teoretychna tsinnist ta praktychni rezultaty – 2016: materialy mizhnarodnoi naukovo–praktychnoi konferentsii (Bratyslava, 15–18 bereznia 2016 roku) – Modern Research and Development: Theoretical Value and Practical Outcomes - 2016: Proceedings of an International Scientific and Practical Conference (Bratislava, March 15-18, 2016). (pp. 76–77). Kyiv: TOV «NVP «Interservis» [in Ukraine].

8. Salo, V.M., Leshchenko, S.M., Pashynskіі, V.A. & Yarovykh, R.V. (2015). Analiz protsesiv chyzeliuvannia gruntiv z zastosuvanniam riznykh kombinatsii robochykh orhaniv [Analysis of soil chiseling processes using different combinations of working bodies]. Bulletin of the Kharkiv National Technical University of Agriculture named after Peter Vasylenko – Design, production and operation of agricultural machines. National interagency scientific and technical digest, 45, 1, 126–132. Kirovohrad [in Ukraine].

9. Salo, V.M., Leshchenko, S.M. & Shevchenko, O.I. (2017). Nova konstruktsiia chyzelnoho hlybokorozpushuvacha–udobriuvacha [New design of chisel deep-looser-fertilizer]. Silskohospodarski mashyny – Agricultural machinery, 36, 150–157. Lutsk: LNTU [in Ukraine].

10. Sergey Leschenko, Vasil Salo & Dmitry Petrenko. (2014). Experimental estimate of the efficiency of basic tilling by chisel equipment in the conditions of soil. Konstruiuvannia, vyrobnytstvo ta ekspluatatsiia silskohospodarskykh mashyn. Zahalnoderzhavnyi mizhvidomchyi naukovo–tekhnichnyi zbirnyk – Design, production and operation of agricultural machines. National interagency scientific and technical digest, 44, 237–243. Kirovohrad [in Ukraine].

11. Leshchenko, S.M., Salo, V.M. & Petrenko, D.I. (2015). Eksperymentalna otsinka yakosti roboty kombinovanoho chyzelya z dodatkovymy horyzontalnymy ta vertykalnymy deformatoramy [Experimental evaluation of the combined chisel quality with additional horizontal and vertical deformers]. Visnyk Kharkivskoho natsionalnoho tekhnichnoho universytetu silskoho hospodarstva imeni Petra Vasylenka – Bulletin of the Kharkiv National Technical University of Agriculture named after Peter Vasylenko, 156, 25–34. Kharkiv [in Ukraine].

12. Leshchenko, S.M., Salo, V.M., Petrenko, D.I. & Lisovyy, I.O. (2016). Vplyv konstruktyvnykh parametriv chyzelnoi lapy glybokorozpushuvacha na deformatsiiu gruntu [Influence of the design parameters of the Chisel paw on the soil deformation]. Visnyk Ukrainskoho viddilennia Mizhnarodnoi akademii ahrarnoi osvity – Bulletin of the Ukrainian Branch of the International Academy of Agrarian Education, 4, 115–124. Kherson: OLDI–PLYUS [in Ukraine].

13. Leshchenko, S.M., Salo, V.M. & Petrenko, D.I. (2016). Vplyv konstruktyvno–tekhnolohichnykh parametriv kombinovanoho hlybokorozpushuvacha na obrobitok gruntu [Influence of structural and technological parameters of the combined deep-ripper on soil tillage]. Konstruiuvannia, vyrobnytstvo ta ekspluatatsiia silskohospodarskykh mashyn. Zahalnoderzhavnyi mizhvidomchyi naukovo–tekhnichnyi zbirnyk – Design, production and operation of agricultural machines. National interagency scientific and technical digest, 46, 78–87. Kirovohrad: KNTU [in Ukraine].

14. Leshchenko, S.M., Salo, V.M. & Petrenko, D.I. (2018). Otsinka enerhoiemnosti hlybokoho obrobitku gruntu kombinovanymy chyzelnymy hlybokorozpushuvachamy [Assessment of the energy intensity of deep tillage by combined chisel deep-tillers]. Zbirnyk naukovykh prats Kirovohradskoho natsionalnoho tekhnichnoho universytetu. Tekhnika v silskohospodarskomu vyrobnytstvi, haluzeve mashynobuduvannia, avtomatyzatsiia – Didest of scientific papers of Kirovograd National Technical University. Engineering in agricultural production, industrial engineering, automation, 31, 10–20. Kropyvnytskyi: KNTU [in Ukraine].

GOST Style Citations

  1. SolidWorks 2010. Расширенное моделирование деталей. Dassault Systemes SoidWorks Cоrрoration, 2010. 333 с.
  2. Основные элементы SolidWorks 2011. Dassault Systemes SoidWorks Cоrрoration, 2011. 532 с.
  3. Алямовский А.А. Инженерные расчеты в SolidWorks Simulation. Москва: ДМК Пресс, 2010. 464 с.
  4. Алямовский А.А. SolidWorks Simulation. Как решать практические задачи. СПб.: БХВ–Петербург, 2012. 448 с.
  5. Лещенко С.М. Інтенсифікація основного безполицевого обробітку ґрунту шляхом вдосконалення конструкції комбінованого чизеля. Інноваційні технології в АПК: тези V Всеукраїнської науково–практичної конференції. Луцьк: Ред.–вид. відділ ЛНТУ, 2015. С. 66–69.
  6. Лещенко С.М., Сало В.М. Вдосконалення конструкції чизельної лапи комбінованого глибокорозпушувача. Проблеми конструювання, виробництва та експлуатації сільськогосподарської техніки: матеріали X Міжнародної наук.–практ. конф. Кіровоград: КНТУ, 2015. С. 123–126.
  7. Лещенко С.М. Вдосконалення комбінованого чизельного глибокорозпушувача. Сучасні наукові дослідження та розробки: теоретична цінність та практичні результати – 2016: матеріали міжнародної наук.–практ. конференції (Братислава, 15–18 березня 2016 року). Київ: ТОВ «НВП «Інтерсервіс», 2016. С. 76–77.
  8. Сало В.М., Лещенко С.М., Пашинський В.А., Ярових Р.В. Аналіз процесів чизелювання ґрунтів з застосуванням різних комбінацій робочих органів. Конструювання, виробництво та експлуатація сільськогосподарських машин: загальнодерж. міжвід. наук.-техн. зб. 2015. Вип. 45, Ч.1. С. 126–132.
  9. Сало В.М., Лещенко С.М., Шевченко О.І. Нова конструкція чизельного глибокорозпушувача–удобрювача. Сільськогосподарські машини: зб. наук .ст. 2017. Вип. 36. С. 150–157.
  10. Sergey Leschenko, Vasil Salo, Dmitry Petrenko. Experimental estimate of the efficiency of basic tilling by chisel equipment in the conditions of soil. Конструювання, виробництво та експлуатація сільськогосподарських машин: загальнодерж. міжвід. наук.-техн. зб. 2014. Вип. 44 С. 237–243.
  11. Лещенко С.М., Сало В.М., Петренко Д.І. Експериментальна оцінка якості роботи комбінованого чизеля з додатковими горизонтальними та вертикальними деформаторами. Вісник Харківського національного технічного університету сільського господарства імені Петра Василенка. Механізація сільського господарства – Харків, 2015. – Вип. 156.– С. 25–34.
  12. Лещенко С.М., Сало В.М., Петренко Д.І., Лісовий І.О. Вплив конструктивних параметрів чизельної лапи ґлибокорозпушувача на деформацію ґрунту. Вісник Українського відділення Міжнародної академії аграрної освіти. 2016. Вип. 4. С. 115–124.
  13. Лещенко С.М., Сало В.М., Петренко Д.І. Вплив конструктивно–технологічних параметрів комбінованого глибокорозпушувача на обробіток ґрунту. Конструювання, виробництво та експлуатація сільськогосподарських машин: загальнодерж. міжвід. наук.-техн. зб. 2016. Вип. 46. С. 78–87.
  14. Лещенко С.М., Сало В.М., Петренко Д.І. Оцінка енергоємності глибокого обробітку ґрунту комбінованими чизельними глибокорозпушувачами. Техніка в сільськогосподарському виробництві, галузеве машинобудування, автоматизація: зб. наук. пр. Кіровогр. нац. техн. ун-ту. 2018. Вип. 31.С. 10–20.
Copyright (c) 2019 Denys Trykin, Sergiy Moroz, Kateryna Vasylkovska, Seriy Karpushyn