Моделирование взаимодействия движителей с почвой и снижение уплотняющего воздействия при работе машинно-тракторных агрегатов

• Автор: Иванцова, Наталья Николаевна
• Шифр специальности: 05.20.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 178 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
Глава 1 Состояние вопроса об уплотняющем воздействии движителей тракторов и машиннотракторных агрегатов на

Глава 2 Теоретическое обоснование процесса деформирования и

уплотнения почвы колесными движителями мобильных машин

2.1 Физикомеханические свойства почв

2.2 Обоснование выбора определяющего реологического уравнения уплотняющихся почв.

2.3 Закономерности деформирования эластичных тракторных

колес и их математическое моделирование

2.4 Контактные напряжения и деформации почвы при качении

эластичных колес но уплотняющейся почве.

2.5 Равнодействующая распределенных по контактной поверхности элементарных вертикальных реакций почвы
2.6 Контактные напряжения и деформации в шипе при качении
колеса по почве
2.7 Деформированное состояние и уплотнение почвы на различной глубине
2.8 Закономерности изменения плотности почвы по глубине
2.9 Смещения почвы в течение времени воздействия колеса при
квадратичной зависимости начальной плотности почвы от глубины
2. Глубина распространения деформации сжатия почвы, приведенный радиус и углы контакта эластичного колеса с почвой
2. Остаточные смещения почвы
2. Коэффициент пропорциональности Кп коэффициент уплотнения почвы.
2. Изменения плотности почвы по глубине после прохода колеса.
Выводы по главе 2
Глава 3 Методики проведения экспериментальных исследований
и полученные результаты
3.1 Цели исследований
3.2 Программа и методика исследования деформации почвы ко
лесами трактора и уплотняющего воздействия на почву колесных тракторов и машинно тракторных агрегатов
3.2.1 Методика и результаты исследований взаимодействия жест
кого колеса с вязкоупругими почвами при последовательных
проходах по одному следу
3.2.2 Методика исследований реологических свойств и законо
мерностей уплотнения почв при качении эластичных колес.
3.3 Результаты исследований деформации почвы колесами трак
тора и уплотняющего воздействия на вязкоупругие почвы колесных тракторов и машинно тракторных арегатов
3.4 Цели экспериментов по уплотняющему воздействию на почву и сопротивлению движению трактора НАТИ с рези
5 ноармированной гусеницей.
3.4.1 Методика проведения экспериментов по уплотняющему
воздействию тракторов НАТИ и Т 0К на почву
3.4.2 Методика проведения экспериментов по определению сопротивления передвижению трактора НАТИ
3.5 Результаты экспериментов по уплотняющему воздействию
на почву тракторов НАТИ и Т 0
3.6 Результаты экспериментов по определению сопротивления
движению трактора НАТИ .
Выводы по главе 3
. Глава 4 Метод расчета уплотняющего воздействия колесных.
тракторов на почву его применение.
4.1 Метод расчета уплотняющего воздействия на почву колесных тракторов.
4.2 Результаты расчетов показателей уплотняющего воздействия
на почву колесных тракторов.
4.3 Выбор шин оптимальных типоразмеров
4.4 Выявление основных факторов, влияющих на уплотнение
, почвы колесными тракторами и МТА.
4.5 Обоснование преимуществ расстановки передних и задних
колес трактора на различную колею.
4.6 Выбор оптимального распределения нагрузок по осям трактора
4.7 Уплотнение почвы цилиндрическим катком. Расчет вертикальной нагрузки на ось катка, обеспечивающей достижение
оптимальной плотности почвы.
Выводы по главе 4
Глава 5 Эффективность снижения уплотняющего воздействия на
почву трактора Т А при возделывании картофеля.
Выводы по главе 5.
Общие выводы и предложения.
, Список литературы
Приложения


Введение
Актуальность


Разработанная пространственная модель позволяет рассчитывать тягово энегетические показатели колес, обьемно напряженное состояние и уплотнение почвы под ними с учетом эпюры давлений, формы и размеров отпечатка шины, а также характеристик деформационных свойств почвы в том случае, когда эти свойства могут быть описаны зависимостью гиперболического тангенса. Г.С. Гориным выполнен анализ возможностей снижения вредного воздействия ходовых систем тракторов на почву путем увеличения площади контакта колесных движителей с почвой. Использование определяющих уравнений, описывающих связи между напряжениями и деформациями в почвах и в эластичных колесах без учета фактора времени не позволяет получить расчетные формулы или численные решения, учитывающие изменяющиеся во времени контактные напряжения, скорость трактора, время воздействия нагрузок, влияние на показатели взаимодействия колес с почвой обратимых деформаций почвы и шины. Указанные недостатки обоснованно устраняются при использовании определяющих уравнений, моделирующих реологические свойства почв и эластичных колес, проявляющиеся в зависимостях напряжений и деформаций от времени. Исследования качения колес по почве, выполненные с учетом вязкоупругих свойств почв и эластичных колес, позволяют более точно описать и оценить процессы, происходящие в такой сложной системе, какой является система колесо почва. Исследования взаимодействия колес с почвой на основе использования вязкоупругих математических моделей в качестве определяющих соотношений для почв выполнены в работах А. Ю. Ишлинского , , Кушнарева 4, 5, В. И. Кузьмина 0, Д. Д. Прокопенко 4,В. В. Савиных 0 и других ученых. Наиболее полно и точно вязкоупругие свойства деформируемых сред, материалов и конструкций могут быть описаны на основе использования наследственной теории вязкоупругости БольцманаВольтерра , , , 4, 5, 2. В соответствии с этой теорией закономерности деформирования во времени различных деформируемых сред, материалов и конструкций описывают интегральными уравнениями Вольтерра 2го рода. Эта модель состоит из уравнений, моделирующих деформации формоизменения и объемные деформации. Построение реологической модели почвы для деформаций формоизменения выполняют в два этапа описание напряженодеформированного состояния почвы I до ее разрушения в фазе локальных сдвигов и 2 в условиях разрушения, т. Аналогичное реологическое уравнение применено для моделирования объемных деформаций почвы. Кушнарев разработал методы определения в лабораторных условиях характеристик реологических свойств почв. Для различных почв определены модули упругости и коэффициенты вязкости при объемных сдвиговых деформациях, углы внутреннего трения и сцепление. Выявлены зависимости параметров реологических свойств почв от их влажности. Задачи об определении на основе предложенных реологических уравнений почв плотности почвы на различной глубине после проходов колес трактора Кушнарев не рассматривал. Д.Д. Весьма важно, что решения контактных задач о качении колеса на почве получены Д. Д. Прокопенко на основе моделирования закономерностей деформирования почвы интегральными уравнениями. Однако закономерности деформирования вязкоупругих и упругих эластичных колес в его работах не выявлены, свойства эластичных колес учтены приближенно, путем определения приведенного радиуса колеса по формуле В. Ф.Бабкова 6,7. Качение колеса по рыхлой почве с образованием глубокой колеи, т. Д.Д. Прокопенко не рассматривал. Особенности. В работах 8 4 отмечены перспективность, этого направления исследований и то важное значение, которое должно иметь его развитие для решения улучшения показателей работы ходовых систем колесных сельскохозяйственных тракторов. И.С. Горячевой рассмотрена плоская контактная задача о качении вязкоупругого цилиндра по вязкоупругому основанию из того же материала . Приближенное решение контактнойзадачи найдено на основе применения метода, предложенного Н. И. Мусхенишвили 2 и использования результатов, полученных Л. АГалиным . В результате решения получены приближенные формулы для определения силыи момента сопротивлению движению цилиндра.