Методика расчета и оценка проходимости колесных машин при криволинейном движении по снегу

• Автор: Макаров, Владимир Сергеевич
• Шифр специальности: 05.05.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Нижний Новгород
• Количество страниц: 165 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОБЗОР РАНЕЕ ВЫПОЛНЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ

1.1. Модели опорных оснований

1.2. Взаимодействие колесного движителя со снегом

1.3. Криволинейное движение по снегу

1.4. Задачи исследования

ГЛАВА 2. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ КРИВОЛИНЕЙНОГО

ДВИЖЕНИЯ КОЛЕСНОЙ МАШИНЫ ПО СНЕЖНОЙ ЦЕЛИНЕ

2.1. Математическая модель движения одиночного колеса по 35 снежной целине
2.1.1. Формирование колеи одиночным колесом
2.1.2. Погружение колеса в снег
2.1.3. Сопротивление качению колеса
2.1.3.1. Сила сопротивления, обусловленная деформа- 51 цией снежного полотна пути колесом машины
2.1.3.2. Сила сопротивления от экскавационно- 56 бульдозерных эффектов с внешней стороны колеса
2.1.3.3. Сила сопротивления от экскавационно- 75 бульдозерных эффектов
2.1.3.4. Сила сопротивления движению от фрезерования 78 настовой корки и внутримассивных ледяных прослоек
2.1.4. Сцепление колеса с опорной поверхностью
2.2. Математическая модель движения колесной машины по 81 снежной целине
2.2.1. Глубина колеи, образуемая при криволинейном дви- 82 жении машины
2.2.2. Сопротивление движению на передвижение машины 84 по снегу

2.2.3. Сила тяги, развиваемая колесной машиной
2.2.4. Критерий проходимости колесной машины
2.3. Алгоритм решения и программная реализация математиче- 94 ской модели проходимости машины по снегу
2.4. Выводы по главе
ГЛАВА 3. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ КРИВОЛИНЕЙ
НОГО ДВИЖЕНИЯ КОЛЕСНОЙ МАШИНЫ ПО СНЕЖНОЙ ЦЕЛИНЕ
3.1. Оценка осадки, сопротивления качанию и приведенного 98 сопротивления от экскавационно-бульдозеерных эффектов с внешней стороны колеса при боковом скольжении
3.2. Оценка проходимости колесных машин при различных ре- 106 жимах движения
3.3. Влияние режима движения на проходимость колесной ма- 115 шины
3.4. Выводы по главе
ГЛАВА 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ОЦЕНКА ПРОХОДИМОСТИ
КОЛЕСНЫХ МАШИН ПО СНЕГУ
4.1. Программа исследовательских испытаний
4.2. Методика исследовательских испытаний
4.3. Результаты экспериментальных исследований
4.3.1. Анализ физико-механических свойств снега
4.3.2. Анализ изменения размеров колеи образуемой колесом
в составе движителя при криволинейном движении машины
4.3.3. Оценка проходимости при разных режимах движения
4.4. Обработка результатов исследований
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Приложение
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы. Во время эксплуатации колесные машины не всегда передвигаются по специально подготовленным дорогам с высокими тягово-сцепными свойствами. Во многих случаях им приходится работать на бездорожье, которое характеризуется разнообразными дорожи о-грунтовыми условиями. Эту способность автомобилей характеризует специальное эксплуатационное свойство - проходимость.
Одним из наиболее тяжелых режимов работы является криволинейное движение машин по снегу. Появление бокового скольжения колес вследствие малого сцепления приводит к увеличению ширины и глубины колеи и, как следствие, к возникновению экскавационно-бульдозерного сопротивления с внешней стороны колеса и росту сопротивления от вертикального смятия снега.
В таких условиях происходит значительный рост сопротивления движению. Поэтому необходим анализ учитывающий режимы криволинейного движения колесной машины по снег}' с целью возможности уменьшения потерь и увеличения запаса силы тяги.
Теория движения колесных машин по деформируемым опорным основаниям на сегодняшний день разработана достаточно хорошо как зарубежными, так и отечественными исследователями. Однако в ней вопросы криволинейного движения по снежной целине и оценка режимов движения, требуют уточнения и пересмотра ряда положений, особенно в области геометрии взаимодействия колесного движителя со снегом при возникновении бокового скольжения на зоны подверженные вертикальному и боковому смятию.
Цель работы. Разработка методики расчета и оценка проходимости машин с колесной формулой 4x4 при криволинейном движении по снежной целине с учетом особенностей формирования колеи и режимов движения на основе экспериментально-теоретических исследований.

9 - принимаем, что все внешние силы, действующие на базовую машину, лежат в плоскости движения;
10 - центр масс расположен в плоскости, проходящей через геометрическую продольную ось симметрии машины, перпендикулярно опорной поверхности;
11 - координаты центра масс во всех направлениях системы отсчета, связанной с машиной, при ее движении неизменны.
Дополнительные допущения оговариваются в процессе изложения материала данной работы.
2.1. Математическая модель движения одиночного колеса по снежной целине
2.1.1. Формирование колеи одиночным колесом [75, 86]
Схема формирования колеи при проходе одиночного колеса по снежной целине в режиме бокового скольжения.
По линии (1-2) снег движущимся колесом делится на две зоны. На участке (1-2-7) снег сминается вбок. На (1-2-6-5) происходит вертикальное смятие.