Thesis /

ROMDOC-THESIS-2017-1360

Mobilitatea şi stabilitatea structurilor de tip vehicul ghidat pe traseu flexibil

Giurgiu, Ioan-Tiberiu
2016-12-13

Abstract: MOBILITATEA ȘI STABILITATEA STRUCTURILOR DE TIP VEHICUL GHIDAT PE TRASEU FLEXIBIL Autor: Ing. Ioan-Tiberiu GIURGIU Conducător de doctorat: Prof. Dr. Ing. Miron ZAPCIU Cuvinte cheie: vehicul autonom ghidat, roți Mecanum, simulare, contact hertzian, MEF Rezumat: Logistica industrială a devenit o ramură importantă a gestiunii unei întreprinderi. A controla fluxul de materii prime, materiale și produse finite, de la intrarea în fabrică până la ieșire, este un deziderat important în contextul actual al unui mediu industrial flexibil și aflat în permanentă schimbare. Implementarea unor sisteme automatizate, bazate pe tehnologia vehiculelor autonome ghidate, face acest deziderat posibil, prezentând avantajul posibilității de monitorizare și optimizare a distanțelor de parcurs, a timpilor de transport, a spațiului și manevrelor necesare pentru garare, precum și a energiei și resurselor necesare efectuării acestor operațiuni. Teza de doctorat abordează problematica mobilității și stabilității vehiculelor autonome ghidate industriale echipate cu roți de tip Mecanum, care le conferă acestora abilitatea de a se deplasa pe orice traiectorie rectilinie sau curbilinie 360o în jurul său, fără necesitatea unui sistem de bracare convențional. Acestea poartă denumirea de vehicule omnidirecționale și reprezintă o categorie de structuri autonome industriale ce oferă un grad ridicat de mobilitate, stabilitate și flexibilitate. Lucrarea propune studierea aprofundată a comportamentului vibratoriu în rulaj, al suprastructurii unui vehicul autonom ghidat echipat cu roți Mecanum, generat de contactul discontinuu dintre rolele roții și calea de rulare, în vederea identificării unor soluții de îmbunătățire a mobilității și stabilității acestui tip de platforme omnimobile, prin analiza cu metoda elementului finit (MEF) în programul ANSYS Workbench. Teza este structurată în 6 capitole consistente care prezintă în detaliu: stadiul actual privind utilizarea vehiculelor autonome ghidate în aplicații industriale – capitolul 1, fundamentarea teoretică a problemelor de contact hertzian rolă-cale de rulare și cinematica roții Mecanum – capitolele 2 și 3, contribuții teoretice și metodologice privind modelarea și simularea cu metoda elementului finit a contactului hertzian rolă convexă – suprafață plană – capitolul 4, validarea rezultatelor simulării din ANSYS Workbench pentru variația elipsei de contact în lungul rolei roții Mecanum prin metode analitice implementate numeric ȋn Matlab – capitolul 5 și contribuții privind creșterea mobilității și stabilității vehiculelor autonome ghidate industriale prin reducerea vibrațiilor și optimizarea contactului roților Mecanum cu calea de rulare – capitolul 6. Contribuțiile principale în cadrul tezei de doctorat, constau în creșterea mobilității și stabilității structurilor de tip vehicul autonom ghidat pe traseu flexibil, prin: identificarea valorii optime a gradului de variație a dimensiunii radiale a rolei cu secțiune inelară din compunerea roții Mecanum, pentru care valorile tensiunii din material sunt minime; analiza influenței variației formei și dimensiunii elipsei de contact dintre rola convexă și calea de rulare, în planul longitudinal al rolei, asupra parametrilor specifici contactului hertzian; identificarea valorii optime a curburii rolei roților Mecanum, pentru care vibrațiile care apar la nivelul suprastructurii unui vehicul autonom ghidat au efect minim. MOBILITY AND STABILITY OF VEHICLES STRUCTURES GUIDED ON FLEXIBLE TRACK Author: Ing. Ioan-Tiberiu GIURGIU Ph.D. Coordinator: Prof. PhD. eng. Miron ZAPCIU Keywords: autonomous guided vehicle, Mecanum wheels, simulation, hertzian contact, FEM Abstract: Industrial logistics became an important part in the management of an enterprise. To control the raw materials flow, finite materials and products from the entrance in a factory to the exit, represents an important goal in the actual context of a flexible and continuous changing industrial environment. Implementing automatized systems based on autonomous guided vehicles technology makes this goal possible to reach, showing the advantage of the capability of monitoring and optimizing distances and times of transportation, space and maneuvers needed for parking and also energy and resources needed to complete all these operations. The PhD Thesis studies the mobility and stability of industrial autonomous guided vehicles equipped with Mecanum wheels, which offer the ability to move on any trajectory 360o around itself, without needing a conventional steering system. They are commonly known as omnidirectional vehicles and they represent a category of industrial autonomous structures characterized by a high level of mobility, stability and flexibility. The paper suggests the detailed analyze of vibratory behavior of superstructures of autonomous guided vehicles equipped with Mecanum wheels, generated by the discontinuous contact between the rollers and the running surface, in order to identify solutions for improving mobility and stability of this type of omni-mobile platforms by using finite element method (FEM) in ANSYS Workbench software. The thesis is structured in 6 consistent chapters, which are presenting in detail: the actual stage regarding implementation of autonomous guided vehicles in industrial applications – chapter 1, theoretical background on hertzian contact between roller and ground and Mecanum wheel kinematics – chapters 2 and 3, theoretical and methodological contributions on modeling and simulation of hertzian contact convex roller-flat surface, with FEM – chapter 4, validation of simulation results obtained in ANSYS Workbench through analytical methods numerically implemented in MATLAB – chapter 5 and contributions regarding the growth of mobility an stability of industrial autonomous guided vehicles through reducing vibrations and optimizing the contact between Mecanum wheels and the running surface – chapter 6. The main contributions of the PhD Thesis consist in improving the mobility and stability of autonomous vehicles structures guided on flexible tracks, through: identification of optimum hollowness of Mecanum wheel rollers, for which the material internal stresses have minimal values; analysis of variation of shape and dimension of contact ellipse between the convex roller and running surface, in its longitudinal plane, over the specific parameters of hertzian contact; determination of optimum curvature of Mecanum wheel rollers, for which the vibrations generated on autonomous guided vehicles superstructure have minimal effects.

Keyword(s): Logistică industrială -- Teză de doctorat ; Automatizare -- Teză de doctorat ; Vehicul autonom ghidat -- Teză de doctorat
OPAC: See record in BC-UPB Web OPAC
Full Text: see files

Similar records

 

People who viewed this page also viewed:

(247)  Optimizarea conceptuală şi operaţională a instalaţiilor chimice multiscop - Voinescu, Sorin - ROMDOC-BC_UPB-THESIS-2003-000000054 (240)  Tehnologiile informării şi comunicării : suport de curs - Curta, Olimpia - ROMDOC-BOOK-2007-005 (238)  Sisteme electronice de control automat a proceselor tehnologice din industria cimentului - Bernea, Florin George - ROMDOC-THESIS-2021-2312 (236)  Managementul congestiilor în sistemele electroenergetice în prezenţa surselor regenerabile - Boambă, Claudia-Elena - ROMDOC-THESIS-2021-2325 (234)  Scientific Bulletin Series C:Electrical engineering - ROMDOC-Journal-2007-003

 

Rate this document:

Be the first to review this document.

Discuss this document:

Start a discussion about any aspect of this document.