A Mathematical Model for Describing Vibrations Occurring During the Operation of Agricultural Machinery

Link to quote

Voronov, A.S. A Mathematical Model for Describing Vibrations Occurring During the Operation of Agricultural Machinery / A.S. Voronov, V.A. Krutova // Noise Theory and Practice. – 2026. – Vol. 12, No. 1 (44). – P. 18-24. – DOI: 10.56408/2412-8627.2026.1.12.002

Keywords

vibration, damping, Lagrange’s equation, harmonic vibration, natural frequencies, vibration acceleration

Abstract

Incorrect tuning of the inertia-stiffness parameters of mechanical systems combined with a low level of damping leads to significant vibrations during the operation of agricultural machinery. This phenomenon not only causes increased dynamic loads on machine components, reducing their service life, but also directly affects the operator. In particular, recorded levels of local vibration on the steering wheel often exceed permissible limits established by SanPiN and GOST standards, which creates a risk of developing occupational diseases. This work proposes a refined mathematical model for describing vibrations arising during the operation of agricultural machinery. This can improve the accuracy of analytical calculations and serve as a basis for the subsequent stage of justifying the effectiveness of vibration protection methods and optimizing the dynamic characteristics of the equipment, aimed at ensuring reliability and compliance with occupational health and safety requirements.

The authors of the article

Voronov A.S.
Baltic State Technical University "VOENMEH", Saint Petersburg, Russia

Krutova V.A.
Baltic State Technical University "VOENMEH", Saint Petersburg, Russia

References

Иванов, Н. И. Основы виброакустики : учебное пособие / Н. И. Иванов. — Санкт Петербург: БГТУ «Военмех» им. Д. Ф. Устинова, 2021. — 132 с. — ISBN 978 5 907324 27 5.;

Буторина, М. В. Основы виброакустики. Теория и практика борьбы с шумом и вибрацией: учебник. Т. 1 / М. В. Буторина, Н. И. Иванов, А. Е. Шашурин. — Санкт Петербург: Изд во БГТУ «Военмех» им. Д. Ф. Устинова, 2024. — 387 с.: ил. — ISBN 978 5 00221 070 1.;

Вибрация энергетических машин: справочное пособие / Н. В. Григорьев, Н. Г. Беляковский, В. К. Дондошанский и др.; под ред. д ра техн. наук, проф. Н. В. Григорьева. — Ленинград: Машиностроение, Ленинградское отд ние, 1974. — 463 с.;

Юань, Цзя-ци; Чжан, Лян. Natural frequency and modal analysis of tractor vibration system // Scientific Reports. — 2025. — Т. 15. — Ст. 33259. — DOI: 10.1038/s41598-025-18736-x.;

Яицков, И. А. Методология обеспечения виброакустической безопасности локомотивных бригад при проектировании и эксплуатации тепловозов и мотовозов : дис. д-ра техн. наук : 05.26.01 / Яицков Иван Анатольевич ; науч. консультант А. Н. Чукарин ;

Ростовский государственный университет путей сообщения. — Ростов-на-Дону, 2019. — 279 с.; Вильке, В.Г. Теоретическая механика: учебник и практикум для вузов/ В.Г. Вильке. – 4-е изд., перераб. и доп. – Москва : Издательство Юрайт, 2025. – 311 с. – (Высшее образование). – Текст : непосредственный.;

Моисеев, Н. Н. Численные методы в теории оптимальных систем / Н. Н. Моисеев. — Москва: Наука, 1971. — 424 с.