Исследование сопротивления деформируемой среды повороту грунтозацепа гусеницы в процессе их взаимодействия для увеличения ее опорно-сцепных свойств

ИССЛЕДОВАНИЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ ДЕФОРМИРУЕМОЙ СРЕДЫ ПОВОРОТУ ГРУНТОЗАЦЕПА ГУСЕНИЦЫ В ПРОЦЕССЕ
ИХ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ДЛЯ УВЕЛИЧЕНИЯ ЕЕ ОПОРНО-СЦЕПНЫХ СВОЙСТВ

Евстифеев Д.В., Дроздовский Г.П. (УГТУ, г. Ухта, РФ)

Research of resistance of the deformable environment to turn strake caterpillars during their interaction for increase in her basic and coupling properties. It is generated and proved on the basis of experimental data the concept of compression of various forms of files of the condensed environment for a ground and soil.

При исследовании данного процесса деформации грунта по схеме [1], было использовано два вида деформируемой среды грунт (суглинок - содержание глинистых частиц около 40%) и почва (опилки). Три вида деформаторов (уплотняющая грань грунтозацепа) с параметрами; l´b=(8´8)^.10^-2 м, x=l/b=1 l´b=(8´16)^.10^-2 м, x=0,5; l´b=(16´8)^.10^-2 м, x=2. Ширина гусеницы b_г=0,15 м. Вертикальное удельное давление q варьировалось от 0 до 50 кПа. Расстояние Н_г=0,15 м до вертикального ограничителя тангенциальной деформации, имитирующего предыдущий грунтозацеп, соответствует шагу траков гусеницы. Грунт и почва (опилки) высушены при комнатной температуре. Плотность грунта r_г=1,1^.10⁴ Н/м³, плотность почвы (опилок) r_п=0,2^.10⁴ Н/м³.

Момент сопротивления повороту грунтозацепа М_с определялся по замеряемому усилию сопротивления поворота грунтозацепа Р умноженного на плечо h=0,08 м, рисунки 1,3,5 для грунта и рисунки 2,4,6 для почвы.


Рисунок 1 – Зависимость М_с=f(g, q) для грунта, x=1	Рисунок 2 – Зависимость М_с=f(g, q) для почвы, x=1
Приведенные результаты экспериментальных исследований изменения момента сопротивления повороту М_с грунтозацепов с параметрами x=0,5; 1; 2, при вариации вертикальной нагрузки q=0-50 кПа на деформируемую опорную среду (грунт, почва) и фиксированной величины Н_г=15 см отражают многофакторное влияние условий проведения исследований.

Рисунок 3 – Зависимость М_с=f(g, q) для грунта, x=0,5	Рисунок 4 – Зависимость М_с=f(g, q) для почвы, x=0,5

Рисунок 5 – Зависимость М_с=f(g, q) для грунта, x=2	Рисунок 6 – Зависимость М_с=f(g, q) для почвы, x=2

Для определения по факторного влияния параметров процесса взаимодействия на величину М_с, и для обоснования физической сущности деформируемых процессов как в вертикальном, так и в тангенциальном направлении необходимо рассмотрение их в первую очередь при вариации основных параметров; таких как крайние уровни вертикальной нагрузки q=0 и 50 кПа, x=0,5; 1; 2, при Н_г=0,4 м, (отодвигаем ограничитель для увеличения зоны тангенциальной деформации).

На рисунках 7, 8 приведены экспериментальные данные изменения М_с=f(g, q, x), без влияния ограничителя деформации при Н_г=0,15 м.

Характер изменения М_с=f(g) при q=0 кПа имеет равномерный, прямолинейный характер, однако для x=2 отмечается резкое увеличение М_с с угла g=80^о (грунт) и g=84^о (почва) в 1,33 раза и в 1,19 раза соответственно. Это отражает различный характер формирования формы массива уплотняемой среды либо в виде трапеции в почве (опилки), либо в виде клина в грунте. Причем клин имеет большую длину, чем у трапеции расстояние между основаниями, что отражено в виде более интенсивного роста М_с для грунта и более ранним нарастанием М_с (g=80^о), чем в почве из-за того, что клин упирается в ограничитель (Н_г=0,4 м) раньше, чем трапеция.

Рисунок 7 – Экспериментальные данные изменения М_с=f(g,q,х) для грунта

Рисунок 8 – Экспериментальные данные изменения М_с=f(g,q,х) для почвы

При вертикальной нагрузке q=50 кПа в почве перед ограничителем формируется массив уплотненной почвы в виде трапеции, а в грунте в виде подштампованного клина. Взаимодействие двух массивов в виде трапеций для почвы определяет равномерный, прямолинейный рост М_с (рисунок 7). Взаимодействие двух массивов в виде клиньев для грунта, имеет более интенсивный характер роста М_с (рисунок 8) при увеличении угла g от 55 до 90^о.

В грунте формируемый уплотняемой гранью грунтозацепа клин как бы “натыкается” на более плотный клин от вертикальный нагрузки q=50 кПа по сравнению с менее плотной трапецией, что и дает сравнительно заметный рост М_с в 1,86 раза.

Исходя из выдвигаемой концепции образования различной формы массивов уплотненной среды, в дальнейшем будут анализироваться полученные результаты.

Литература

1. Евстифеев Д. В. Экспериментальные исследования процесса взаимодействия поворотного грунтозацепа гусеничного движителя с опорной поверхностью для увеличения сцепных свойств и проходимости // Сборник научных трудов по итогам междунар. научно-технической конференции “Актуальные проблемы лесного комплекса” Выпуск 11:.– Брянск: БГИТА, 2005.– С. 76-78.