koz"Вестник Северо-Казахстанского университета имени Манаша Козыбаева"Bulletin of Manash Kozybayev North Kazakhstan University2958-003X2958-0048М. Қозыбаев атындағы СҚУ10.54596/2958-0048-2026-2-246-252koz-2571Research ArticleТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИTECHNICAL SCIENCESСОВРЕМЕННЫЕ ПОДХОДЫ К РАСЧЕТУ СИСТЕМ СТАБИЛИЗАЦИИ ШТАНГ ШИРОКОЗАХВАТНЫХ ОПРЫСКИВАТЕЛЕЙMODERN APPROACHES FOR CALCULATING ROD STABILIZATION SYSTEMS FOR WIDE-AREA SPRAYERShttps://orcid.org/0009-0003-8696-7684СимоновА. Ю.SimonovA. Yu.

Петропавловск

Master of Engineering and Technology, Department of Transport and Mechanical Engineering

Petropavlovsk

andrey85dj@mail.ruЖумекеноваЗ. Ж.ZhumekenovaZ. Zh.

Ассоциированный профессор (доцент), кафедра "Транспорт и машиностроение", доктор phd 

Петропавловск

PhD, Lecturer, Department of Transport and Mechanical Engineering

Petropavlovsk

zhumekenova82@mail.ruНАО «Северо-Казахстанский университет имени Манаша Козыбаева»КазахстанManash Kozybayev North Kazakhstan University NPLCKazakhstan20260907202602 (70)246252Copyright © Симонов А.Ю., Жумекенова З.Ж., 20262026Симонов А.Ю., Жумекенова З.Ж.Simonov A.Y., Zhumekenova Z.Z.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestnik.ku.edu.kz/jour/article/view/2571

В статье рассматривается проблема совершенствования конструкции штанги полевого опрыскивателя, изготавливаемого на ТОО «AVAGRO» для повышения конкурентоспособности сельхозтехники. Обосновывается необходимость перехода от эмпирического проектирования к методам цифрового моделирования для обеспечения надежности и снижения металлоемкости изделий. Проведен анализ существующих типов систем стабилизации штанг (маятниковых, трапециевидных, активных), выявлены их недостатки и достоинства при работе на высоких скоростях и сложном рельефе. Основное содержание работы посвящено предложению рациональной схемы расчетов на прочность, основанной на методе конечных элементов, для динамического расчета штанги опрыскивателя. Представлена последовательность построения конечно-элементной модели в специализированных программных комплексах. Результаты исследования подтверждают, что внедрение разработанного метода конечно-элементного анализа на этапе проектирования способствует снижению усталостных разрушений металла и уменьшению материалоемкости конструкции на 15–20% без потери прочностных характеристик.

This article examines the need to improve the design of a field sprayer boom manufactured by AVAGRO LLC to enhance the competitiveness of agricultural machinery. It substantiates the need to transition from empirical design to digital modeling methods to ensure reliability and reduce metal consumption. An analysis of existing boom stabilization systems (pendulum, trapezoidal, and active) is conducted, identifying their advantages and disadvantages when operating at high speeds and in challenging terrain. The main focus of the paper is on proposing a rational strength calculation scheme based on the finite element method for dynamic analysis of a sprayer boom. A procedure for constructing a finite element model in specialized software packages is presented. The results of the study confirm that implementing the developed finite element analysis method at the design stage helps reduce metal fatigue failure and decrease the material consumption of the structure by 15–20% without compromising strength characteristics.

опрыскивательметод конечных элементовсельскохозяйственная техникаграничные условияsprayerfinite element methodagricultural machineryboundary conditionsReferencesБашилов, А.М. Цифровые методы проектирования динамических систем в агроинженерии // Сельскохозяйственные машины и технологии. – 2023. – № 2. – С. 12 – 18.Bashilov, A.M. Digital methods of designing dynamic systems in agroengineering // Agricultural machinery and technologies. – 2023. – No. 2. – pp. 12 – 18.Техническая документация ТОО «AVAGRO». Отчеты о заводских испытаниях штанг опрыскивателей (2020 – 2024 гг.). – Петропавловск, 2024.Technical documentation of AVAGRO LLP. Reports on factory tests of spray rods (2020-2024). Petropavlovsk, 2024.Адуов, М.А. Проектирование и расчет сельскохозяйственных машин: учебник / М.А. Адуов, Е.Ж. Каспаков. – Нур-Султан: КазАТУ им. С. Сейфуллина, 2021. – 245 с.Aduov, M.A. Design and calculation of agricultural machinery: textbook / M.A. Aduov, E.J. Kaspakov. – Nur-Sultan: KazATU named after S. Seifullin, 2021. – 245 p.Kuri, M. Dynamic analysis of large scale sprayer booms using finite element method / M. Kuri, H. Langnakens // Journal of Agricultural Engineering Research. – 2022. - Vol. 45. – pp. 112–125.Kuri, M. Dynamic analysis of large scale sprayer booms using finite element method / M. Kuri, H. Langnakens // Journal of Agricultural Engineering Research. – 2022. – Vol. 45. – pp. 112 –125.Зенкевич, О.К. Метод конечных элементов в технике: Пер. с англ. / О.К. Зенкевич. – М.: Мир, 1975. – 541 с.Zenkevich, O.K. Finite element method in engineering: Translated from English / O.K. Zenkevich. – M.: Mir, 1975. – 541 p.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.