Взаимодействие колесных, гусеничных и дорожных машин с деформируемым опорным основанием (научные основы)

• Автор: Носов, Сергей Владимирович
• Шифр специальности: 05.05.03
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 465 с. : 15 ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Лист
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ, НАПРАВЛЕНИЕ И ЗАДАЧИ

ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Классификационные признаки нагружения опорного основания элементами ходовых систем колесных, гусеничных и дорожных машин
1.2. Анализ и обобщение результатов проведенных исследований по развитию колесных, гусеничных и дорожных машин и их взаимодействию с деформируемым опорным основанием

1.2.1. Анализ особенностей взаимодействия колесных

и гусеничных машин с почвогрунтом

1.2.2. Анализ особенностей взаимодействия дорожных катков

с уплотняемыми материалами

1.3. Анализ существующих подходов к оценке реологических свойств опорного основания колесных, гусеничных и дорожных машин
1.3.1. Принципы построения расчетных моделей
опорного основания колесных, гусеничных и дорожных машин
1.3.2. Применение методов теории ползучести при исследовании свойств опорного основания колесных, гусеничных и дорожных машин
1.4. Цель и задачи исследования
ГЛАВА 2. ПРИНЦИПЫ ВЫБОРА ПАРАМЕТРОВ И РЕЖИМОВ РАБОТЫ
КОЛЕСНЫХ, ГУСЕНИЧНЫХ И ДОРОЖНЫХ МАШИН
2.1. Концептуальная модель выбора параметров и режимов работы колесных, гусеничных и дорожных машин
2.2. Методологический подход к оценке характеристик деформируемого опорного основания колесных, гусеничных и дорожных машин
2.3. Система критериев эффективности функционирования колесных, гусеничных и дорожных машин при выборе их параметров
и режимов работы

2.4. Концепция выбора параметров и режимов работы
колесных, гусеничных и дорожных машин
Выводы и предложения
ГЛАВА 3. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ХОДОВЫХ СИСТЕМ КОЛЕСНЫХ, ГУСЕНИЧНЫХ И ДОРОЖНЫХ МАШИН С ОПОРНЫМ ОСНОВАНИЕМ
3.1. Теоретические исследования взаимодействия жесткого вальца
со слоем опорного основания
3.2. Теоретические исследования взаимодействия пневматического
колеса со слоем опорного основания
3.2.1. Взаимодействие пневмоколеса трактора со слоем почвогрунта
3.2.2. Упрощенная математическая модель взаимодействия пневматического колеса с опорным основанием
3.3. Теоретические исследования взаимодействия гусеничного движителя с опорным основанием
3.3.1. Влияние положения центра давления гусеничного движителя относительно середины опорной поверхности гусеницы
на уплотнение почвогрунта
3.3.2. Влияние параметров и режимов работы гусеничного движителя на тягово-сцепные свойства и степень уплотнения
слоя опорного основания
Выводы и предложения
ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ДЕФОРМИРУЕМОГО ОПОРНОГО ОСНОВАНИЯ КОЛЕСНЫХ, ГУСЕНИЧНЫХ И ДОРОЖНЫХ МАШИН
4.1. Реологические свойства горячей асфальтобетонной смеси
верхних слоев дорожных одежд
4.2. Определение прочностных характеристик слоев
горячих асфальтобетонных смесей
4.3. Реологические свойства почвогрунтов и устройства
для их определения
4.4. Особенности реологических свойств снежного покрова
Выводы и предложения
ГЛАВА 5. ОЦЕНКА ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ СВОЙСТВ КОЛЕСНЫХ,
ГУСЕНИЧНЫХ И ДОРОЖНЫХ МАШИН ПРИ УЧЕТЕ РЕОЛОГИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК
ОПОРНОГО ОСНОВАНИЯ
5.1. Оценка тяговой динамики колесных машин
5.1.1, Анализ тяговой динамики колесного трактора при работе
на мягких почвах
5.1.2. Повышение тяговой динамики колесных тракторов путем перераспределения моментов на ведущих мостах
5.2. Оценка плавности хода колесных, гусеничных
и дорожных машин
5.2.1. Обобщенные математические модели
5.2.2. Моделирование рабочего процесса вибрационного
дорожного катка с вакуумным устройством
5.2.3. Моделирование системы "дорога - трактор - водитель"
при оценке плавности хода
5.2.4. Моделирование плавности хода пропашного трактора
5.2.5. Моделирование плавности хода гусеничного трактора
5.3. Оценка динамики колесных тракторов при расчете трансмиссии
на крутильные колебания
Выводы и предложения
ГЛАВА 6. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
КОЛЕСНЫХ, ГУСЕНИЧНЫХ И ДОРОЖНЫХ МАШИН
6.1. Исследование рабочих процессов дорожных катков
6.1.1. Определение рациональных значений контактных
давлений под вальцом катка

поставленную контактную задачу как плоскую упругую с последующим переходом к вязкоупругому решению. Приближенное решение упругой задачи найдено по методу, предложенному Мусхелишвили Н.И. [154], при этом составлена система двух интегральных уравнений для определения нормальных и касательных напряжений на границе контакта колеса с дерниной и найдено ее приближенное решение.
Исследование сложного процесса взаимодействия колесных движителей с деформируемым опорным основанием должно учитывать вязкоупругие свойства как материала основания, так и самих колес [121, 230]. Поэтому, как и у Водяника И.И. [43], в работе Золотаревской Д.И. [81] это учтено, при этом как свойства эластичного колеса, так и свойства почвы у Золотаревской Д.И. выражены через интегральные соотношения Больцмана-Вольтерра. Разработаны методы определения характеристик вязкоупругих свойств почв и эластичных колес и выполнено теоретическое обоснование процесса уплотнения почвы колесами машин на основе решения краевых задач о распространении в почве переменной плотности вязкоупругих волн деформаций сжатия и сдвига, возникающих при качении вязкоупругих и упругих эластичных колес.
Однако, переходя на путь упрощения интегральных соотношений, в работе произведена аппроксимация функции скорости ползучести в подинте-гральном выражении линейной функцией, что предопределяет постоянную скорость деформирования почвы при любых условиях нагружения. В результате дифференцирования выражений произведен переход от интегральных соотношений к дифференциальному уравнению, характеризующему модель Максвелла, что определяет постоянную скорость деформирования слоя почвы при постоянном напряжении и существенно искажает действительный процесс взаимодействия колесных движителей с опорным основанием. Параметры реологических уравнений почв являются переменными в зависимости от скорости деформирования и других факторов, что говорит о неинвариант-ности их определения. Также при определении плотности почвы учитываются только нормальные напряжения, а касательные - нет. При рассмотрении