АНАЛИТИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА МАШИННОЙ ДЕГРАДАЦИИ ПОЧВЫ

 

Синицын С.С.  (БГИТА, г.Брянск, РФ)

 

The criteria of optimum capacity controlled parameters and target functions  have been substantiated. The parametric optimization of traction coupling properties to the criterion or minimum energy consumption has been made.

 

Расчетные методы определения давления колес на почву базируются на значительном числе эмпирических и полуэмпирических зависимостей. В то же время есть попытки использовать для этих целей и аналитические зависимости, полученные при использовании различных моделей почвы и колеса. Однако препятствием для вычисления максимального давления по этим формулам служит недостаточность информации по параметрам моделей колеса и почвы. Поэтому проведем исследования с целью получения аналитической зависимости, содержащей минимальное количество легко определяемых  коэффициентов.

Воспользуемся для этого известной степенной зависимостью, представленной в следующем виде [1]:

                                              ,                                          (1)

где   - размерный коэффициент;  = 0,01 м.

Как следует из этого уравнения,  для определения величины давления колеса на почву необходимо знать значение глубины колеи  h.

Условие равновесия вертикальных сил, действующих в пятне контакта можно представить в следующем виде [2]:

,                         (2)

где    - нормальная нагрузка, действующая на колесо;  - радиальная жесткость шины; w - площадь криволинейной части контакта;  - угол, образованный направлением действия силы  q с осью  z.

Так как между элементарной площадкой на профиле шины и ее проекцией на плоскость   существует зависимость

,

а уравнение (1) можно представить следующим образом:

,

то уравнение (2) принимает следующий вид:

                       (3)

Используя для  z его значение из характеристического уравнения эллипса, после интегрирования  и  ряда преобразований,   для криволинейной зоны контакта получаем

                                      .                                       (4)

Для плоской зоны контакта имеем

                                   ,                                         (5)

где  - площадь плоской зоны контакта.

Поскольку , то

                                  ,                                              (6)

но с другой стороны

                                                             (7)

где   - атмосферное давление, Па;

 - давление в шине, Па;

 к  - параметр шины, Н^1/2/ м.

Приравняв правые части уравнений для   и решив относительно   , получим

                                    .                                (8)

Тогда уравнение (3) после соответствующих преобразований принимает следующий вид:

,                               (9)

где  ;      .

Решив уравнение (9)  относительно  , получаем:

.                 (10)

Ввиду  малости первого слагаемого в знаменателе уравнения  (10) оно может не учитываться, тогда после преобразований получим

 

.                                 (11)

С учетом зависимости  (11) уравнение (1) для определения максимального давления колеса на почву принимает следующий вид:

                                                           (12)

Полученное уравнение отличается простотой структуры, наглядностью степени влияния каждого параметра, и содержит лишь только два эмпирических коэффициента: к - для шины   и m  - для грунта. Определение этих коэффициентов не составляет труда.

 

ЛИТЕРАТУРА

1. Вялов С.С. Реологические основы механики грунтов. – М.: Стройиздат, 1979.

2. Синицын С.С. Математическая модель колеса с эластичной шиной //Межвуз. сб. н. трудов «Эксплуатация лесовозного подвижного состава». – Свердловск, 1986.