<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.3 20210610//EN" "JATS-journalpublishing1-3.dtd">
<article article-type="research-article" dtd-version="1.3" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xml:lang="ru"><front><journal-meta><journal-id journal-id-type="publisher-id">isplta</journal-id><journal-title-group><journal-title xml:lang="ru">Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии</journal-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Izvestia Sankt-Peterburgskoj lesotehniceskoj akademii</trans-title></trans-title-group></journal-title-group><issn pub-type="ppub">2079-4304</issn><issn pub-type="epub">2658-5871</issn><publisher><publisher-name>СПбГЛТУ</publisher-name></publisher></journal-meta><article-meta><article-id pub-id-type="doi">10.21266/2079-4304.2022.238.88-98</article-id><article-id custom-type="elpub" pub-id-type="custom">isplta-118</article-id><article-categories><subj-group subj-group-type="heading"><subject>Research Article</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="ru"><subject>ТЕХНОЛОГИЯ И ОБОРУДОВАНИЕ ЛЕСОЗАГОТОВОК</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="en"><subject>TECHNOLOGY AND EQUIPMENT OF LOGGING INDUSTRIES</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title>Модель образования колеи на линейно упрочняющемся грунте при периодической нагрузке</article-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Model of rut formation on a linear strengthening soil under a periodic load</trans-title></trans-title-group></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0000-0002-5493-1092</contrib-id><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Петросян</surname><given-names>С. С.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Petrosyan</surname><given-names>S. S.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>ПЕТРОСЯН Сергей Суренович – соискатель кафедры технологии лесозаготовительных производств</p><p>194021, Институтский пер., д. 5, Санкт-Петербург</p></bio><bio xml:lang="en"><p>PETROSYAN Sergei S. – applicant of the Department of Logging Technology</p><p>194021. Institutskii per. 5. St. Petersburg</p></bio><email xlink:type="simple">petrosyan1974@yandex.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0000-0002-9019-494X</contrib-id><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Отмахов</surname><given-names>Д. В.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Otmakhov</surname><given-names>D. V.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>ОТМАХОВ Дмитрий Валентинович – доцент кафедры технической эксплуатации и сервиса транспортно-технологических машин, кандидат технических наук</p><p>680035, Тихоокеанская ул., д. 13, г. Хабаровск</p></bio><bio xml:lang="en"><p>OTMAKHOV Dmitrii V. – PhD (Technical). Associate Professor of the Department of Technical Operation and Service of Transport and Technological Machines</p><p>680035. Tikhookeanskaya str. 13. Khabarovsk</p></bio><email xlink:type="simple">003290@pnu.edu.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-2"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0000-0002-7388-1625</contrib-id><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Алексеенко</surname><given-names>В. Г.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Alekseenko</surname><given-names>V. G.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>АЛЕКСЕЕНКО Владимир Геннадьевич – старший преподаватель кафедры технической эксплуатации и сервиса транспортно-технологических машин</p><p>680035, Тихоокеанская ул., д. 13, г. Хабаровск</p></bio><bio xml:lang="en"><p>ALEKSEENKO Vladimir G. – Senior Lecturer, Department of Technical Operation and Service of Transport and Technological Machines</p><p>680035. Tikhookeanskaya str. 13. Khabarovsk</p></bio><email xlink:type="simple">002509@pnu.edu.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-3"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0000-0001-7362-5042</contrib-id><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Ревяко</surname><given-names>С. И.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Revyako</surname><given-names>S. I.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>РЕВЯКО Сергей Иванович – декан факультета механизации</p><p>346428, Пушкинская ул., д. 111, г. Новочеркасск</p></bio><bio xml:lang="en"><p>REVYAKO Sergey I. – PhD (Technical), Dean of the Mechanization Faculty</p><p>346428. Pushkinskaya str. 111. Novocherkassk</p></bio><email xlink:type="simple">revyako77@mail.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-4"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0000-0001-8246-3583</contrib-id><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Егорин</surname><given-names>А. А.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Egorin</surname><given-names>A. A.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>ЕГОРИН Александр Анатольевич – соискатель кафедры лесного машиностроения, сервиса и ремонта</p><p>194021, Институтский пер., д. 5, Санкт-Петербург</p></bio><bio xml:lang="en"><p>EGORIN Aleksandr A. – applicant of the Department of Forest Engineering, Service and Repair</p><p>194021. Institutskii per. 5. St. Petersburg</p></bio><email xlink:type="simple">yegorin_a@bk.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-5"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0000-0003-4569-9508</contrib-id><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Хитров</surname><given-names>Е. Г.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Khitrov</surname><given-names>E. G.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>ХИТРОВ Егор Германович – профессор кафедры технологии лесозаготовительных производств</p><p>194021, Институтский пер., д. 5, Санкт-Петербург</p></bio><bio xml:lang="en"><p>KHITROV Egor G. – DSc (Technical), Professor of the Department of Logging Technology</p><p>194021. Institutskii per. 5. St. Petersburg</p></bio><email xlink:type="simple">yegorkhitrov@gmail.com</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib></contrib-group><aff-alternatives id="aff-1"><aff xml:lang="ru"><institution>Санкт-Петербургский государственный лесотехнический университет имени С.М. Кирова</institution><country>Россия</country></aff><aff xml:lang="en"><institution>St.Petersburg State Forest Technical University</institution><country>Russian Federation</country></aff></aff-alternatives><aff-alternatives id="aff-2"><aff xml:lang="ru"><institution>Тихоокеанский государственный университет</institution><country>Россия</country></aff><aff xml:lang="en"><institution>Pacific National University</institution><country>Russian Federation</country></aff></aff-alternatives><aff xml:lang="ru" id="aff-3"><institution>Тихоокеанский государственный университет</institution><country>Russian Federation</country></aff><aff-alternatives id="aff-4"><aff xml:lang="ru"><institution>Новочеркасский инженерно-мелиоративный институт имени А.К. Кортунова Донского государственного аграрного университета</institution><country>Россия</country></aff><aff xml:lang="en"><institution>Novocherkassk Engineering and Reclamation institute, Don State Agrarian University</institution><country>Russian Federation</country></aff></aff-alternatives><aff xml:lang="ru" id="aff-5"><institution>Санкт-Петербургский государственный лесотехнический университет имени С.М. Кирова</institution><country>Russian Federation</country></aff><pub-date pub-type="collection"><year>2022</year></pub-date><pub-date pub-type="epub"><day>22</day><month>02</month><year>2024</year></pub-date><volume>0</volume><issue>238</issue><fpage>88</fpage><lpage>98</lpage><permissions><copyright-statement>Copyright &amp;#x00A9; Петросян С.С., Отмахов Д.В., Алексеенко В.Г., Ревяко С.И., Егорин А.А., Хитров Е.Г., 2024</copyright-statement><copyright-year>2024</copyright-year><copyright-holder xml:lang="ru">Петросян С.С., Отмахов Д.В., Алексеенко В.Г., Ревяко С.И., Егорин А.А., Хитров Е.Г.</copyright-holder><copyright-holder xml:lang="en">Petrosyan S.S., Otmakhov D.V., Alekseenko V.G., Revyako S.I., Egorin A.A., Khitrov E.G.</copyright-holder><license xml:lang="ru" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.</license-p></license><license xml:lang="en" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.</license-p></license></permissions><self-uri xlink:href="https://izvestiya-lta.spbftu.ru/jour/article/view/118">https://izvestiya-lta.spbftu.ru/jour/article/view/118</self-uri><abstract><p>Цель исследования – разработать математическую модель образования колеи на лесном грунте, учитывающую его частичное восстановление при снижении и снятии периодической нагрузки, а также необратимые деформации, ограниченные по величине. В качестве теоретической основы для разработки модели использована реологическая модель тела Бингама. Числовые значения параметров модели приняты на основе результатов экспериментов по определению механических свойств лесных грунтов, выполненных отечественными исследователями. Для оценки предельного значения деформации модели использованы результаты предыдущих исследований по определению глубины колеи на базе методов механики грунта и теории движения автомобильного транспорта в условиях бездорожья. Реализация предлагаемой модели выполнена в программе Maple 2017, решения получены численно методом Рунге–Кутты. Проведенные расчеты показывают, что использование переменного предела пластичности, увеличивающегося пропорционально деформации, в предлагаемой модели позволяет учесть ограничение необратимых деформаций лесного грунта по величине, что качественно согласуется с известными экспериментальными данными. Это отличает предлагаемую модель от распространенных упруго-вязких и упруго-вязко-пластических моделей. В дальнейшем полученные результаты планируется интегрировать в математические модели, раскрывающие динамическое воздействие лесных машин на грунты, связанное с колебаниями при движении, встрече с препятствиями, обработке деревьев. При этом для получения практических выводов целесообразно исследовать вопрос об интерполяции численного решения – для получения функций, удобных при реализации моделей, учитывающих колебания в многомассных системах с нелинейными связями. Отдельное направление дальнейших исследований состоит в моделировании поведения нелинейно упрочняющегося грунта под воздействием лесных машин. Реализация такого подхода не составляет сложностей при использовании численных методов в современных программах.</p></abstract><trans-abstract xml:lang="en"><p>The aim of the study is to develop a mathematical model of rut formation on a forest soil, taking into account its partial elastic recovery with a decrease and removal of a periodic load, as well as its’ limited plastic deformations. The rheological model of the Bingham body was used as a theoretical basis for the development of the model. The numerical values of the model parameters are taken on the basis of the results of experiments to determine the mechanical properties of forest soils, carried out previously. To assess the limiting value of the model deformation, the results of previous studies were used to determine the rut depth basing on the methods of terramechanics and the theory of off-the-road locomotion. The proposed model was implemented in the Maple 2017 program; the solutions were obtained numerically by the Runge-Kutta method. The calculations show that the use of a variable plasticity limit, which increases in proportion to the deformation, makes it possible to take into account the limitation of the plastic deformations of forest soil, which qualitatively corresponds with the known experimental data. This distinguishes the proposed model from common elastic-viscous and elastic-visco-plastic models. In the future, the results obtained are planned to be integrated into mathematical models that reveal the dynamic effect of forestry machines on soils linked with vibrations during their movement, obstacles encountering, and trees processing. A separate area of further research consists in modeling the behavior of nonlinearly strengthening soil under the influence of forest machines.</p></trans-abstract><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>предел пластичности грунта</kwd><kwd>динамическое воздействие</kwd><kwd>движителя лесных машин</kwd><kwd>численные методы</kwd></kwd-group><kwd-group xml:lang="en"><kwd>soil plasticity limit</kwd><kwd>dynamic load</kwd><kwd>forestry vehicles</kwd><kwd>numerical methods</kwd></kwd-group></article-meta></front><back><ref-list><title>References</title><ref id="cit1"><label>1</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Агейкин Я.С. Проходимость автомобилей. М.: Машиностроение, 1981. 232 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Ageikin Ya.S. Passability of vehicles. M.: Mashinostroenie, 1981. 232 p. (In Russ.)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit2"><label>2</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Лухминский В.А. Совершенствование моделей и методов прогнозирования проходимости гусеничных лесных машин: дис. … канд. техн. наук: 05.21.01. СПб., 2018. 179 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Khakhina A.M. Methods for forecasting and increasing the patency of wheeled forest machines : diss. ... Dr. Tech. Sciences: 05.21.01. SPb., 2018. 318 p. (In Russ.)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit3"><label>3</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Песков В.Б. Совершенствование моделей для оценки колееобразования и уплотнения почвогрунтов под воздействием движителей колесных лесных машин: дис. … канд. техн. наук: 05.21.01. СПб., 2018. 190 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Khitrov E.G. Analysis of the components of the depth of the track formed under the influence of the propeller of the forest machine on the soil. Resources and Technology, 2019, vol. 16, no. 4, pp. 76–93. (In Russ.)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit4"><label>4</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Хахина А.М. Методы прогнозирования и повышения проходимости колесных лесных машин: дис. ... д-ра техн. наук: 05.21.01. СПб., 2018. 318 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Khitrov E.G., Andronov A.V., Khakhina A.M., Grigorev G.V. Comprehensive assessment of the indicators of the interaction of machine propellers with forest soils based on the methods of the theory of traffic in off-road conditions. Resources and Technology, 2021, vol. 18, no. 1, pp. 1–52. (In Russ.)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit5"><label>5</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Хитров Е.Г. Анализ составляющих глубины колеи, образующейся под воздействием движителя лесной машины на почвогрунт // Resources and Technology. 2019. Т. 16, № 4. С. 76–93.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Khitrov E.G., Kotenev E.V., Andronov A.V., Chzhan S.A., Nikiforova V.A. Environmental studies and certification issues of forest machine propellers. Sistemy. Metody. Tekhnologii, 2020a, no. 2 (46), pp. 100–105. (In Russ.)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit6"><label>6</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Хитров Е.Г., Андронов А.В., Хахина А.М., Григорьев Г.В. Комплексная оценка показателей взаимодействия движителей машин с лесными грунтами на базе методов теории движения транспорта в условиях бездорожья // Resources and Technology. 2021. Т. 18, № 1. С. 1–52.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Khitrov E.G., Andronov A.V., Khakhina A.M., Grigorev G.V. Mathematical models of the interaction of machine propellers with soils. Resources and Technology, 2020b, vol. 17, no. 4, pp. 15–64. (In Russ.)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit7"><label>7</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Хитров Е.Г., Котенев Е.В., Андронов А.В., Чжан С.А., Никифорова В.А. Исследование экологичности и вопросы сертификации движителей лесных машин // Системы. Методы. Технологии. 2020a. № 2 (46). С. 100–105.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Khitrov E.G., Andronov A.V., Martynov B.G., Spiridonov S.V. Interrelations of various soil types mechanical properties. Journal of Physics: Conference Series, 2019, pp. 012032.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit8"><label>8</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Хитров Е.Г., Андронов А.В., Хахина А.М., Григорьев Г.В. Математические модели взаимодействия движителей машин с грунтами (обзор) // Resources and Technology. 2020b. Т. 17, № 4. С. 15–64.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Lukhminskii V.A. Improvement of models and methods for predicting the patency of caterpillar forest machines : diss. ... Cand. tech. Sciences: 05.21.01. SPb., 2018. 179 p. (In Russ.)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit9"><label>9</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Khitrov E.G., Andronov A.V., Martynov B.G., Spiridonov S.V. Interrelations of various soil types mechanical properties // Journal of Physics: Conference Series. 2019. P. 012032.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Peskov V.B. Improvement of models for assessing rutting and soil compaction under the influence of propellers of wheeled forest machines : diss. ... Cand. tech. Sciences: 05.21.01. SPb., 2018. 190 p. (In Russ.)</mixed-citation></citation-alternatives></ref></ref-list><fn-group><fn fn-type="conflict"><p>The authors declare that there are no conflicts of interest present.</p></fn></fn-group></back></article>
