Pattogó bőrönd többszabadságfokú mechanikai modellje és szimulációja
Korábbi, Pattogó bőröndök stabilitása c. TDK dolgozatomban a kétkerekű gurulós bőröndök húzásának problémájával foglalkoztam. A dolgozatban tárgyaltak a hétköznapok szempontjából is fontosak, hiszen a mindennapjainkban is előfordul, hogy kétkerekű bőrönddel közlekedünk. Mint ismeretes, ha valamilyen zavar éri a bőröndöt annak húzása közben, akkor pattogó mozgásba kezdhet, s bizonyos zavarások esetén akár fel is borulhat. A téma jelentőségét mutatja, hogy neves tudományos folyóiratokban is jelenleg kutatott terület, ld. [1]. Ennek részben oka az is, hogy hasonló viselkedés figyelhető meg járművontatmányok esetén is.
A dolgozatban ismertettünk egy a bőrönd pattogását leíró mechanikai modellt, és levezettük a hozzá tartozó mozgásegyenleteket. A bőrönd viselkedését szimulációk segítségével vizsgáltuk, és a mechanikai modellnek megfelelő, kellően merev kísérleti eszközt építettünk az eredmények validálására. Az általunk végzett mérések azt mutatták, hogy az elvárt három mozgásállapoton (egyik, illetve másik keréken, valamint a mindkét keréken való gördülésen) kívül, előfordul egy negyedik típusú mozgás is: a bőrönd felpattan, és egyik kereke sincs a talajon.
Jelen kutatásunkban egy olyan modell megalkotásán és vizsgálatán dolgoztunk, amely képes leírni a bőrönd mindegyik mozgásállapotát és megvalósítja az azok közötti kapcsolásokat. Mindehhez kibővítettük a korábbi mechanikai modellt, és egy komplexebb ütközési modellt alkalmaztunk. Utóbbira azért is volt szükség, mivel a klasszikus merev testes ütközési modellek nem alkalmazhatóak a gyakorlatban tapasztaltak leírására.
A különböző mozgásállapotok közötti kapcsolásokat, ütközési modelleket szimulációs környezetbe implementáltuk és vizsgáltuk a különböző paraméterek és kezdeti feltételek hatását a bőrönd mozgására. A numerikus eredményeket kísérleti tapasztalatokkal vetettük össze.
Irodalom:
1. Facchini, G., Sekimoto, K., Courrech du Pont, S.: The rolling suitcase instability: a coupling between translation and rotation, Royal Society 473(2202), 2017.
szerző
-
Horváth Hanna Zsófia
Mechatronikai mérnöki alapszak (BSc)
alapképzés (BA/BSc)
konzulens
-
Dr. Takács Dénes
egyetemi docens, Műszaki Mechanikai Tanszék
