Разработка и исследование математической модели взаимодействия пневмокаткового движителя с почвогрунтом

Исследование направлено на изучение взаимодействия пневмокатковых движителей лесных машин с почвенно-грунтовыми опорными поверхностями со сниженной несущей способностью. При реализации составленной математической модели использованы методы математического моделирования, численные методы, проведен вычислительный эксперимент. Исследование показало, что для пневмокатковых движителей на лесных почвогрунтах III категории («классические» слабонесущие лесные почвогрунты), а также более прочных поверхностях фактором, ограничивающим вес движителя, является грузоподъемность шины. Для движителя со стандартными параметрами ограничение веса по грузоподъемности отмечается при параметрах почвогрунта, близких ко II категории (лесные почвогрунты средней прочности) либо выше. В результате обработки расчетных данных установлен линейный характер функций тягово-сцепных свойств движителя при весе, ограниченном глубиной колеи 0,2 м либо, для более прочных опорных поверхностей, грузоподъемностью шины. Установлено, что при соблюдении ограничений по глубине колеи и грузоподъемности движитель обладает запасом оценки коэффициента тяги; его оценка является квадратичной функцией модуля общей деформации грунта. С технологической точки зрения это обстоятельство благоприятно, поскольку на пути движения машины вероятно наличие обособленных препятствий. Для практики представлены формулы для расчета коэффициента сопротивления движению, коэффициента сцепления и коэффициента тяги при указанных ограничениях веса движителя. Сравнение результатов вычислительного эксперимента при реализации математической модели для стандартных шин и для пневмокатковых шин сверхнизкого давления показало, что при допустимом весе движителя сцепление пневмокаткового движителя с почвогрунтом сопоставимо со сцеплением стандартного движителя, при этом коэффициент сопротивления движению в среднем снижается на 39%, а коэффициент тяги в среднем повышается на 43%.

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

2. Андронов А.В., Валяжонков В.Д., Коваленко А.А., Ву Х.К. Эффективность применения пневмокатков на лесных трелевочных машинах // Вестник КрасГАУ. 2013. № 12 (87). С. 214-219.

3. Гуськов В.В., Поварехо А.С., Сушнев А.А., Шимукович В.И., Шишко П.А., Гапанович В.Н., Лысанович П.В. Исследование тягово-сцепных свойств колесного трактора при работе на переувлажненных землях // Агропанорама. 2019. № 5 (135). С. 8-12.

4. Ларин В.В. Методы прогнозирования и повышения опорной проходимости многоосных колесных машин на местности: дис. … д-ра техн. наук. М., 2007. 608 с.

5. Хитров Е.Г. Комплексное обоснование параметров и режимов работы движителей лесных машин: дис. … д-ра техн. наук. Архангельск, 2020. 319 с.

6. Rohani B., Baladi G.Y. Correlation of mobility cone index with fundamental engineering properties of soil. U.S. Army Engineer Waterways Experiment Station, 1981. 41 p.