Исследование максимальной оценки коэффициента сцепления движителя с опорной поверхностью

Известны теоретические зависимости, позволяющие рассчитать силу сцепления движителя с опорной поверхностью. С точки зрения практического использования, полученные результаты не удобны, поскольку для получения числовой оценки силы либо коэффициента сцепления необходимо интегрировать функцию касательного напряжения от деформации сдвига, переменной по длине пятна контакта, что представляет собой трудоемкую вычислительную задачу. Для уточнения практических оценок сцепления движителя с почвогрунтом, необходимы дальнейшие исследования, включающие в себя поиск максимального значения интеграла касательного напряжения с учетом переменного коэффициента буксования. Решению данной вычислительной задачи посвящена предлагаемая статья. Исследование основывается на методах теории движения автомобильного транспорта в условиях бездорожья. При реализации теоретических моделей используются сведения о физико-механических свойствах почвогрунтов. Расчеты выполнены в программе Maple 2017 с использованием встроенных команд высокого уровня. Анализ расчетных данных и их аппроксимация выполнены методом наименьших квадратов (МНК) с оценкой значимости коэффициентов аппроксимирующих функций. В результате выполненного исследования получены зависимости, позволяющие на практике оценить максимальное значение коэффициента сцепления движителя машины с опорной поверхностью и соответствующий ему коэффициент буксования. Уравнения учитывают физико-механические свойства почвогрунта (удельное сцепление, угол внутреннего трения и модуль сдвига) и параметры движителя (длина пятна контакта, среднее давление по пятну контакта, шаг грунтозацепов). Полагаем, что использование предлагаемых формул позволит проводить уточненный расчет тягово-сцепных свойств движителей колесных и гусеничных лесных машин, взаимодействующих с деформируемым лесным почвогрунтом.

1. Агейкин Я.С. Проходимость автомобилей. М.: Машиностроение, 1981. 232 с.

2. Гуськов А.В. Тягово-сцепные свойства и проходимость колесного движителя по грунтам со слабой несущей способностью // Вестник Московского государственного технического университета им. Н.Э. Баумана. 2008. № 2. С. 63–75.

3. Ларин В.В. Методы прогнозирования опорной проходимости многоосных колесных машин на местности: дис. ... д-ра техн. наук. М., 2007. 530 с.

4. Лухминский В.А. Совершенствование моделей и методов прогнозирования проходимости гусеничных лесных машин: дис. … канд. техн. наук. СПб., 2018. 179 с.

5. Песков В.Б. Совершенствование моделей для оценки колееобразования и уплотнения почвогрунтов под воздействием движителей колесных лесных машин: дис. … канд. техн. наук. СПб., 2018. 190 с.

6. Устинов В.В. Оценка тягово-сцепных свойств колесных движителей лесных машин методами теории движения автотранспорта по бездорожью: автореф. дис. … канд. техн. наук. Архангельск, 2016. 20 с.

7. Хахина А.М. Методы прогнозирования и повышения проходимости колесных лесных машин: дис. ... д-ра техн. наук. СПб., 2018. 318 с.

8. 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.

9. Хитров Е.Г., Котенев Е.В., Андронов А.В., Тарадин Г.С., Божбов В.Е. Теоретический расчет несущей способности связного грунта по конусному индексу и механическим свойствам // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2019. Вып. 226. С. 111–123.

10. Saarilahti M. Development of a protocol for ecoefficient wood harvesting on sensitive sites (Ecowood): Evaluation of the WES-method in assessing the trafficability of terrain and the mobility of forest tractors. University of Helsinki, Department of Forest Resource Management, 2002. 28 p.