Virtuella markmodeller för simulering av tunga fordon

March 21, 2019

Utvecklingen av skogsmaskiner med bra framkomlighet och minimal markpåverkan skulle underlättas med naturtrogen simulering. Forskningsingenjör Viktor Wiberg vid UMIT Research Lab, Umeå universitet har därför tillverkat en uppsättning virtuella marker, genomfört samma mekaniska testning som görs på verkliga marker och undersökt spårbildning efter repeterade överfarter.

- Resultaten visar att de virtuella markmodellerna har ett realistiskt beteende som motsvarar verkliga sedimentmarker med olika bärighet. Exempelvis stämmer relationen mellan spårdjupsbildning och konindex väl med vad som observeras i fältexperiment, berättar Viktor Wiberg.

Markmodellen är baserad på s.k. pseudopartiklar, vilka är mycket större än verkliga markpartiklar, som kan var mindre än en mikrometer. Detta är nödvändigt då modellen annars blir alltför beräkningskrävande och simuleringarna tar för mycket tid att genomföra. Trots det kan det ta så mycket som 5 dagar för att simulera en enda överfart med ett hjulpar.

-Ja, det kanske inte är så konstig då det är 30 biljoner ekvationer per simulerad sekund som ska beräknas när vi kör med hög noggrannhet, säger Viktor.

-I och med de virtuella markerna uppför sig som verkliga marker så har vi visat att tekniken är redo tillämpas för en rad olika intressanta studier, säger Martin Servin, universitetslektor vid UMIT som också har deltagit i projektet tillsammans med Viktor och Tomas Nordfjell, professor vid SLU.

-Det här är mycket intressant, säger Mats Frangén, produktutvecklingsansvarig för Olofsfors AB som gör stålband till skogsmaskiner. Vi behöver förenkla arbetet med att utveckla nya effektiva och skonsamma band för skogsbruket. Idag måste vi rent fysiskt tillverka ett antal prototyper som vi sedan fälttestar. Det är kostsamt och dessutom svårt att i fält göra helt jämförbara tester då markförhållandena hela tiden varierat. En modell i vilken man exempelvis skulle kunna simulera olika typer av tvärjärns påverkan på marken skulle betyda stora tids- och kostnadsbesparingar för oss.

Projektet har genomförts som ett samarbetsprojekt mellan Umeå universitet, SLU och Skogstekniska klustret och har finansierats inom Skogstekniska klustrets projekt Smart innovation samt projektet Skogens Nya Innovationer. Projekten delfinansieras bland annat av Europeiska regionala utvecklingsfonden och skogsföretagen Holmen, SCA och Sveaskog.

Bilaga

Författare:
Lena Jonsson