автореферат диссертации по транспортному, горному и строительному машиностроению, 05.05.03, диссертация на тему:Метод выбора параметров и режимов работы колесного сельскохозяйственного трактора с целью снижения уплотняющего воздействия

На правах рукописи

БОНДАРЕНКО ПАВЕЛ АНАТОЛЬЕВИЧ

МЕТОД ВЫБОРА ПАРАМЕТРОВ И РЕЖИМОВ РАБОТЫ КОЛЕСНОГО СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО ТРАКТОРА С ЦЕЛЬЮ СНИЖЕНИЯ УПЛОТНЯЮЩЕГО ВОЗДЕЙСТВИЯ

Специальность 05.05.03 - «Колесные и гусеничные машины»

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических

наук

Липецк - 2005

Работа выполнена на кафедре «Автомобили и тракторы» Липецкого государственного технического университета.

Научный руководитель: Кандидат технических наук, доцент

Носов Сергей Владимирович

Официальные оппоненты: Доктор технических наук, профессор

Рославцев Анатолий Васильевич Кандидат технических наук, профессор Парфёнов Анатолий Петрович

Ведущая организация ОАО «Липецкий трактор»

Защита состоится " 14 " апреля 2005 г. в 1600 часов на заседании Диссертационного Совета Д.212.140.01 при Московском государственном техническом университете «МАМИ» по адресу: 105839, г. Москва, ул. Б.Семеновская, 38, МГТУ «МАМИ», ауд. Б-304.

С диссертацией можно ознакомится в фундаментальной библиотеке «МАМИ» по адресу: 105839, г.Москва, ул. Б.Семеновская, 38, МГТУ «МАМИ».

Отзывы на автореферат, заверенные печатью организации, высылаются в совет в двух экземплярах.

Автореферат разослан " " марта 2005 г.

Ученый секретарь Диссертационного Совета, _J_-

кандидат технических наук, доцент ^^Т^Т C.B. Бахмутов

мое- / Тш

ИСН£(

Актуальность работы. Одним из важнейших элементов технологического процесса выращивания сельскохозяйственных культур являются операции, свя-

занные с передвижением колесных тракторов по полю. Происходящие при этом процессы взаимодействия движителя с почвой оказывают влияние не только на эксплуатационные свойства машинно-тракторного агрегата (МТА) (производительность, расход топлива, тяговый КПД и д.р.), но и на состояния почвы, которая выступает как объект обработки и как среда произрастания сельскохозяйственных культур. Повышение плотности почвы после прохода МТА негативно сказывается не только на урожайности, но и на трудоемкости последующей обработки земли. Поэтому повышение эффективности использования тракторов при выполнении полевых работ путём снижения уплотняющего воздействия и общих затрат на эксплуатацию является важной и актуальной народнохозяйственной задачей.

Цель работы. Разработка метода выбора параметров и режимов работы колесного сельскохозяйственного трактора с целью снижения уплотняющего воздействия на почву.

Объектом исследования является колесный трактор, движущийся по почве.

Методы исследований. Решение поставленных задач базируется на основных положениях теории наследственной вязкоупругости и теории напряженного и деформированного состояний. Исследования проводились с применением теории математического планирования эксперимента, измерительно-регистрирующей аппаратуры и с использованием ЭВМ.

Научная новизна. Разработана математическая модель взаимодействия движителя колесного сельскохозяйственного трактора с деформируемым опорным основанием. В ней объёмная, сдвиговая, вертикальная деформации, плотность почвы, коэффициент сопротивления движению трактора и буксование ведущих колес являются функциями от времени и характера взаимодействия

движителя с опорным основанием.

Практическая ценность. Разработан метод выбора и расчета рациональных параметров и режимов работы колесного сельскохозяйственного трактора, на основании которого (метода) возможно снижение уплотняющего воздействия. По предложенной математической модели возможно прогнозирование взаимодействия движителя трактора с почвой, что позволит принимать решения по компоновке трактора ещё на стадии проектирования или осуществлять выбор подходящего трактора, обеспечивающего минимальное воздействие на деформируемый слой почвы.

Реализация и внедрение результатов исследования. Программа расчета объемной, сдвиговой, вертикальной деформаций и плотности почвы после взаимодействия с ней колесного трактора передана на ОАО «Липецкий трактор» и внедрена в учебный процесс при подготовке инженеров по специальности «Автомобиле- и тракторостроение» в Липецком государственном техническом университете.

Оборудование, разработанное и созданное на кафедре «Автомобили и тракторы» Липецкого государственного технического университета в процессе разработки темы диссертации, используется для повышения уровня подготовки молодых специалистов.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на научно - технических семинарах кафедры «Автомобили и тракторы» ЛГТУ (г. Липецк, 2002г., 2003г., 2004 г.) и на международной научно - практической конференции ВолгГТУ (г. Волгоград, 2002 г.).

Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 7 тезисов, 6 статей, из них 3 депонированные, 2 информационных листка и зарегистрировано 2 патента РФ на изобретение.

Структура и объём диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, 6 глав, основных выводов, списка литературы и 6 приложений; изложена на 124 листах основного текста и содержит 8 таблиц и 49 рисунков.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность работы, сформулированы научная проблема, цель и задачи диссертационной работы.

В первой главе анализируется общее состояние проблемы взаимодействия движителя колесного трактора с почвой с целью обоснования исследований, проводимых в диссертационной работе. Приводится обзор параметров, которыми характеризуют уплотняющую способность движителей. На основании литературного обзора установлено, что за основной критерий оценки взаимодействия движителей с почвой необходимо принять плотность почвы после прохода трактора, что подтверждается публикациями других исслеД4щгиеиийм вопросов поведения грунта при воздействии внешней нагрузки занимались Вялов С.С., Месчян С.Р., Ржаницин А.Р., Хархута H.H., Цытович H.A. и др.

Определению закономерности распределения напряжений в почве посвящены работы Горина Г.С., Джуры П.Н., Кацыгина В.В. и др.

Заметный вклад в изучение проблемы определения допустимых давлений на почву со стороны движителей сделали исследователи Бондарев А.Г., Кацы-гин В.В., Кононов A.M., Медведев В.В., Русанов В.А. и др.

Разработке математических методов оценки взаимодействия движителей тракторов с опорным основанием посвящены труды Водяника И.И., Золотарев-ской Д.И., Ляско М.И., Русанова В.А. и др.

В работах ученых Агейкина Я.С., Бабкова В.Ф., Беккера М.Г., Бируля А.К., Бочарова Н.Ф., Гуськова В.В., Ишлинского А.Ю., Носова C.B., Пирков-ского Ю.В., Платонова В.Ф., Полетаева А.Ф., Росланцева A.B., Чистова М.П., Шухмана С.Б., Чудакова Е.А. рассматривались вопросы изучения теории движения автомобиля (трактора) и/или взаимодействия его движителя с грунтом (почвой).

Для достижения поставленной цели в диссертационной работе решаются следующие основные задачи:

1. Разработка математической модели процесса взаимодействия колесного движителя с почвой;

2. Определение физико-механических свойств почвы при воздействии на него колесного движителя;

3. Теоретические и экспериментальные исследования процесса взаимодействия колесного движителя со слоем почвы;

4. Определение рациональных параметров и режимов работы колесного трактора в зависимости от нагрузки на крюке трактора и параметров состояния почвы: влажности, плотности и толщины слоя.

Во второй главе проводится анализ моделей, описывающих развитие деформации почвы при приложении к ней внешней нагрузки. Установлено, что большинство предложенных моделей описывают только частные случаи на-гружения почвы и на сегодняшний день нежелательны для использования при описании процесса взаимодействия колесного движителя с почвой, поскольку на величину вертикальной, горизонтальной и поперечной деформаций почвы, по отношению к направлению движения трактора, оказывают влияние время воздействия движителя, законы развития напряжений под колесом, параметры состояния самой почвы (влажность, плотность и толщина слоя), а также параметры движителя, к которьм относятся высота, шаг и угол установки грунтоза-цепов, ширина и радиус колеса, давление воздуха в шине и нагрузки со стороны колеса. На основании анализа выбрана модель, в которой присутствует фактор времени и учитывается закон развития напряжений в пятне контакта движителя с почвогрунтом. В общем виде относительная деформация определяется по выражению, полученному на основании теории наследственной вязкоупругости, предложенной Больцманом:

где ф) - относительная вертикальная деформация слоя; а( т') -напряжения под колесом в момент времени т' действия нагрузки; Е - мгновенный модуль деформации почвы; К- функция скорости ползучести почвы.

0)

4 г я=1 Дс? •п) ' ()

где а, А, /3 - параметры функции кривой скорости ползучести; Г (а) - гамма-функции Эйлера.

Связь между относительной и абсолютной деформацией:

<з)

"а,

где 10) - абсолютная деформация; Нсл - толщина слоя почвы.

С помощью выражения (1) возможно описать процесс развития вертикальной и горизонтальной деформаций почвы при взаимодействии с ней движителя колесного трактора.

Нагрузка на почву со стороны колесного трактора определяется из уравнений моментов (рис. 1):

У 1 <Зяр-{Ьх + а„) + Ркрсо^укр}гкр + Ркр5тукр-(Ькр + + Ь2 + ап) 3 2 Ц + а„ + Ь2-а,

* 2' ¿,+«„+¿2-а, ' ()

где У„, У3 -нормальные составляющие реакции почвы на передние и задние колеса соответственно; Отр - вес трактора; ат а, - смещение нормальных составляющих реакции почвы для передних и задних колес соответственно; Р^ - нагрузка на крюке; Нщ, - расстояние от опорной поверхности до линии действия горизонтальной составляющей нагрузки на крюке; Ькр - расстояние от оси заднего колеса до вертикальной составляющей нагрузки на крюке; £/ - расстояние от центра тяжести до оси переднего колеса; Ь2- расстояние от центра тяжести до оси заднего колеса.

Определяя по известным выражениям площадь пятна контакта колеса с опорным основанием, вычисляют значения средних и максимальных нормальных напряжений. Площадь пятна контакта, а следовательно, и нормальные напряжения зависят от вертикальной деформации почвы, однако сама

Рис. 1 .Схема сил, действующих на трактор и его интерпретация единичными движителями

вертикальная деформация зависит от нормального напряжения (см. выражение (1)), поэтому под действием нагрузки на колесо шина погружается в почву до тех пор, пока не наступит равновесие сил и реакций, действующих на контактную поверхность. Из-за этого расчет деформации следует производить до тех пор, пока разница между предыдущим и последующим значениями деформаций не будет меньше установленной точности вычислений.

Плотность почвы определяется из выражения:

где р0 - начальная плотность почвы; р - плотность почвы после прохода колеса трактора; е - относительное изменение объёма почвы.

Почва испытывает сложное напряженно-деформированное состояние, и среди множества осей существует такие три взаимно перпендикулярные оси, в системе которых угловые деформации отсутствуют. Эти оси называются главными осями деформированного состояния, а линейные деформации в этой сис-

8

теме - главными деформациями. Поскольку относительное изменение объёма равно сумме главных деформаций:

е = £,+£2 + £3, (7)

то определение объёмной деформации сводится к нахождению главных деформаций из кубического уравнения

еъ -Jx£2 +J2e-J3=0,

(8)

коэффициентами которого являются инварианты деформированного состояния:

J,=£x+sy+ £: =£„- 2 n(i)£t,

1 .2 1„2

4'

J2 = £х£у + + «А- = -Ы!)£2,

(9) (10)

«X 1 2 Г ух 1 2 Угх

iS II 1 2Гху £у 1 2Yly

1 2Гхг 1 2Гу,

= i.//(0{i.V(0 + 0,25^}, (11)

\ф\ф\К()£г\, (12)

где ju(t) - коэффициент поперечного расширения почвы. Здесь переменными ех, By, £z - обозначены относительные деформации грунта в направлении соответствующих осей (см. рис. 1), у^ Ууа yxz - угловые деформации в соответствующих плоскостях.

Универсальность модели заключается в том, что она рассматривает не саму машину (трактор), а систему последовательно составленных элементарных движителей, работающих в определенном режиме и с определенными нагрузками (рис. 1), и поэтому возможно её применение при описании взаимодействия ходовой системы любой колесной машины со слоем почвы.

Для нахождения закона распределения касательных напряжений под колесом воспользуемся известной методикой. На рассматриваемый единичный движитель наносятся все активные силы (вертикальная и горизонтальная нагрузки на колесо, ведущий момент) и определяется равнодействующая всех

сил, которая эквидистантна реакции почвы на колесо, но направлена в противоположную сторону. Зная закон распределения нормальных напряжений и точку приложения реакции почвы, устанавливают закон распределения касательных напряжений под колесом. Для этого через точки по всей длине пятна контакта проводят линии, исходящие из точки приложения реакции почвы. Если принять пропорциональность величин нормальных напряжений по всей длине пятна контакта радиусу колеса, то величины касательных напряжений

будут пропорциональны отрезку Х-Х, в локальных осях Х'-2\ и тогда справедлива запись:

а,

(13)

где а, - угол между линией, соединяющей точку, в х' которой определяется касательное напряжение с точкой приложения смещенной силы Я' и осью X'.

Из прямоугольного треугольника (рис. 2) следует:

а, = агщ{

Х-Х,

(14)

Рис. 2. Построение эпюры касательных напряжений

где гк - статическии радиус колеса. Разбивая длину пятна контакта на 1-ое число отрезков, получаем возможность определения касательных напряжений с шагом, обеспечивающим достаточную точность. Момент на ведущем колесе:

Мк=Р,9-гк, (15)

где касательная сила тяги по сцеплению, определяемая по выражению:

(16)

где Ркр - нагрузка на крюке трактора; Ру- сила сопротивления движению трактора; / - число ведущих колес трактора.

где /сопр ~ коэффициент сопротивления движению трактора; Р/п Р/з - сила со-

противления качению соответственно переднего и заднего колес; ¡„ер, ¿зад - число колес, установленных соответственно на переднем и заднем мостах; fn.fi-коэффициент сопротивления качению соответственно для переднего и заднего колес.

Коэффициент/сопротивления качению колеса состоит из двух слагаемых, учитывающих потери мощности на деформацию почвы и шины колеса:

где - коэффициенты, учитывающие потери соответственно на смятие

почвы и на деформацию пневмошины; Рспрпо", Рспрш - силы сопротивления перекатыванию колеса, направленные соответственно на смятие почвы и на деформацию пневмошины; У- нормальная нагрузка на колесо.

Поскольку у тракторов классической компоновки 4К4а (передние колеса меньшего диаметра) задние колеса шире передних, то было получено выражение для корректировки значения вертикальной деформации почвы после прохода заднего колеса по следу переднего:

3 * _ з расч В к ~ В к з расч \~Рй1_Рздд\ /1 о\

Л**-** (1- ).

где Хзадрасч - расчетное значение деформации почвы после прохода заднего колеса; кперрасч- расчетное значение деформации почвы после прохода переднего колеса; ВКзад - ширина заднего колеса; В™р - ширина переднего колеса; р0 - начальная плотность почвы; рзад - плотность почвы после прохода заднего колеса; - коэффициент бокового расширения грунта.

Для учета нелинейности свойств почвы были использованы простейшие соотношения нелинейной теории вязкоупругости, где уравнение ползучести может быть представлено в виде:

рпоч трш

{ Л. { — спР I "Ч> У Улоч У ш у у

(18)

I " I

= (7(0+ ¡К(1-т')ст(т')ёт'

V о

1Г '

(20')

о

где ев($, Ег($- соответственно относительная вертикальная и горизонтальная деформации; б - мгновенный модуль сдвига; Я^-т)- функция скорости ползучести почвы в горизонтальном направлении, аналогичная функции К(1-т), но со своими значениями параметров функции кривой скорости ползучести (а, А, р)\ ' ц/,[(Г, г, Ж; ро, Игр, агр, /гр] - функция подобия между базовой и любой другой из кривых ползучести при различных состояниях уплотняемого слоя и нагрузках; ег- нормальные напряжения в пятне контакта, Па; х- касательные напряжения в пятне контакта, Па; ^-влажность почвы, %; р0 - начальная плотность почвы, г/см3; Игр -высота грунтозацепов, мм; а^ -угол установки грунтозацепов к продольной оси трактора, ¡гр -шаг грунтозацепов, мм.

Как показали исследования, выражение для функции подобия кривых ползучести с определенной точностью можно записать в виде:

у/\с\ г; Ж; ; Игр; агр; ^ ] = (а; т) ■ (Кр; а^; ^) • Хъ (Ю' Ъ (Ро). (21) где/, - функции подобия по отдельным составляющим процесса.

В третьей главе представлены методики и результаты экспериментальных исследований по определению параметров кривых скоростей ползучести К^-т) и К(их), функций подобия /„ мгновенных модулей вертикальной деформации Е и сдвига (7 почвы. Ползучесть принято изучать при постоянных напряжениях, т.е. при ступенчатом законе нагружения. Определенные при этом параметры функции кривой скорости ползучести почвы (а, А, ¡5) позволяют с помощью выражения (1) вычислить деформацию почвы при любом другом законе нагружения. Определение реологических свойств почвы проводились на специальной установке (рис. 3), которая позволяла нагружать слой почвы в вертикальном и сдвиговом направлениях. Установленные на штампе оптоэлектронные датчики фиксировали перемещения штампа и передавали сигналы на ЭВМ.

С помощью специальной программы сигналы обрабатывались и на монитор выводились графики развития деформаций во времени и их значения. Опыты проводились с применением метода математического планирования многофакторного эксперимента. Параметрами варьирования являлись: нормальные напряжения в пятне контакта сг, касательные напряжения в пятне контакта г, влажность почвы Ш-, начальная плотность р0; высота грунтозацепов Игр\ угол установки грунтозацепов к продольной оси трактора агр\ шаг грунтозацепов ¡гр. На основании полученных кривых ползучести определены значения функций подобия х< в виде уравнений регрессии и параметры базовых кривых ползучести.

На специальной установке (Пат. №2192006, МПК7 С0ШЗЗ/24) были получены осциллограммы развития вертикальной и поперечной деформация слоя почвы при её одноосном нагружении. По полученным данным построены графики зависимости значения коэффициента бокового расширения ¡л от времени (рис. 4).

Как видно из рисунка, значение коэффициента непостоянно и увеличивается во времени, принимая впоследствии свое постоянное значение.

В четвертом разделе представлены результаты расчета математической модели взаимодействия колесного трактора со слоем почвы. Расчеты производились для следующих тракторов: ЛТЗ-60АБ, ЛТЗ-90 и ЛТЗ-155. Для каждого из них построены графики изменения плотности почвы, вертикальной деформации, коэффициента сопротивления движению трактора и буксования

Рис. 3. Общий вид экспериментальной установки статического нагружения слоя для определения реологических характеристик почвы

Среднее значение

0 0,01 0,02 0,03 ом 0,05 0.06 0.07 0.08 0,09 0.1 4-Рис. 4. Изменение коэффициента поперечного расширения почвы во времени

ведущих колес в зависимости от нагрузки на крюке трактора и при движении с различными скоростями. Рассматривалось также движение тракторов со сдвоенными колесами. При движении трактора с блокированным межосевым дифференциалом учитывалось кинематическое несоответствие качения передних и задних колес. На рис. 5 показаны зависимости для трактора ЛТЗ-155. Рассматривалось выполнение полевых работ тракторами с различными типоразмерами шин (рис. 6), а также влияние скорости и перераспределения массы трактора по осям на его уплотняющую способность (рис. 7).

В пятой главе представлены методика и результаты полевых исследований. Целью полевых экспериментов являлась проверка результатов теоретических и лабораторных исследований, а также оценка уплотняющего воздействия трактора на почву путем измерения вертикальной деформации в колее и плотности почвы в зависимости от величины нагрузки на крюке, скорости движения трактора и давления воздуха в шинах задних колес (рис. 8). В процентах указана погрешность расчетных значений по отношению к экспериментальным данным.

Установлено, что погрешность в расчетах вертикальной деформации почвы после прохода трактора не превышала 10,5% по сравнению с эксперимен-

100 90 80 70 60 50 40 30 20 10

1,2 1,1

— — — —4 ■г

/

/ >1.

в1

5„

/

1 •

7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

Р«р, кН

0,13 0,12 0,11 0,10

Рис. 5. Плотность почвы р, вертикальная деформация , коэффициент сопротивления движению трактора f и буксование ведущих колес 8 в зависимости от нагрузки на крюке трактора ЛТЗ-155 0/^=4 м/с). Сплошной линией - для трактора с шинами 16,91130, а пунктиром - со сдвоенными шинами 10-42 на передней и задней осях

посадочный диаметр, дюймы

»■• ширина профиля шины, дюймы

Скорость трактора, м/с

Часть массы трактора, приходящаяся на задний мост

Рис. 6. Плотность почвы после прохода трактора ЛТЗ-155 с различными шинами

Рис. 7. Плотность почвы после прохода проектируемого трактора с различными скоростями и разной развесовкой

тальными данными, а разница между расчетными значениями плотности и экспериментальными - не более 4,2%.

По разработанной математической модели взаимодействия движителя колесного трактора со слоем почвы были проведены расчеты для трактора Т-150К с целью их сравнения с опытными данными, полученными В.А. Русановым, где трактор (Ркр=0 кН) заезжал на опытные делянки чернозема со следующими параметрами его состояния: влажность \У=21,79%, плотность Ро=1,098±0,147 г/см3, толщина слоя НсЛ=30 см. В таблице представлены результаты расчетов и данные, полученные из экспериментов.

Таблица

Расчетные и экспериментальные значения плотности почвы и глубины следа

при движении трактора Т-150К

Параметры Расчетные данные (по мат. модели.) Экспериментальные данные (по Русанову В.А) Погрешность, %

Плотность р, г/см3 1,269±0,07 1,256±0,084 1,0

Глубина следа, см 9,7±0,3 11,3±1,08 14,2

Как видно, погрешность в расчетах глубины следа (вертикальной деформации почвы) не превышает 14,2%, а в расчетах плотности - 1,0%. Такая разница в расчетах глубины следа объясняется другим типом почвы, хотя и очень близким типу почвы, исследуемому в диссертации.

Всё это подтверждает правомерность использования разработанной математической модели взаимодействия движителя колесного сельскохозяйственного трактора с почвой для определения её объемной деформации и плотности.

В шестой главе представлен метод выбора и расчета параметров и режима работы колесного трактора при выполнении сельскохозяйственных работ. Этот метод учитывает влияние времени взаимодействия движителя с почвой, законов развития напряжений под колесом, параметров состояния почвы (её влаж-

ность, плотность и толщину слоя), а также параметров движителя, к которым относятся высота, шаг и угол установки грунтозацепов, ширина и радиус колеса, давления воздуха в шине и нагрузка со стороны колеса.

По предложенному методу возможно прогнозирование взаимодействия движителя трактора с почвой, что позволяет принимать решения по компоновке трактора ещё на стадии проектирования или осуществлять выбор подходящего трактора, обеспечивающего минимальное воздействие на деформируемый слой почвы при выполнении сельскохозяйственных работ.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Установлена взаимосвязь между физико-механическими свойствами почвы и параметрами её состояния, параметрами движителя и напряжениями в пятне контакта. Теоретически и экспериментально получены зависимости для объёмной, вертикальной и сдвиговой деформаций, а также плотности почвы после прохода трактора с различной скоростью, нагрузкой на крюке и давлением воздуха в шинах колес.

2. Разработана программа «Расчет объёмной деформации почвогрунта и его плотности после прохода колесного трактора», которая передана в ОГК ОАО «Липецкий Трактор» и используется при выборе параметров и режимов работы, компоновке, типоразмеров шин, обеспечивающих минимальное давление под колесом для семейства тракторов данного завода.

3. Установлено, что коэффициент бокового расширения почвы ^ является величиной непостоянной и зависит от времени нагружения слоя почвы. Сначала наблюдается рост значения коэффициента ц с увеличением времени нагружения (в интервале 0...0,5 е.), а впоследствии, при больших значениях времени нагружения слоя почвы (в пределах нескольких секунд), коэффициент принимает постоянное значение, характерное для данного типа почвы.

мм

90 70 50 30 10

т и > я г//

щ

'7 —1 У

/

г о , 1

э

Р.

мм

70' 50 30

1 2

»«Г

-- 1

мм

т

90 70 50 30

___ — — :

1

и 1.6 1,8 2,0 м/с 0 1,0 го 3,0 4.0 5.0 6,0 Рт. кН р.

г/см г/см 1.2

1.2

— — •

V IV "Г вгв

■ 1

1.0 о Ю и — 1

0.9 0,9

р.

г/см 1.2

1.1

Ю

0.9

и

1,6 1,8 2.0 м/с 0 1.0 го зо 4.0 5,0 6,0 Ркр. кН

0.08

0.11

0.08

0.11

0.%рЦ. МПа

— — А Ч — и

7

0.%р„. МПа

Рис. 9. Зависимости вертикальной деформации и плотности почвы после прохода трактора. Сплошной линией показа кривая, построенная по опытным данным, а пунктиром - по результатам математической модели. 1- кривые для переднего колеса; 2 - кривые для заднего колеса.

4. Использование блокированного межосевого дифференциала приводит к увеличению плотности (4%...8%), вертикальной деформации почвы (10...40%)

) и снижению коэффициента сопротивления движению трактора (3%...5% - для

тракторов классической компоновки).

5. Для реализации тягового усилия при одинаковом значении поступатель-

ч

ной скорости осей колес и блокированном межосевом дифференциале (или его отсутствии) необходимо подводить крутящий момент на передние и задние колеса в определенной пропорции (Мзад/ Мпер от 1,1 до 7,5), величина которой зависит от развесовки по осям машины нормальной нагрузки, конструктивных параметров машины, состояния и физико-механического состава почвы. При дифференциальном приводе передних и задних колес для сохранения скорости поступательного движения трактора необходимо обеспечивать кинематическую разность угловых скоростей колес, которая зависит от параметров трактора, распределения нормальной нагрузки по осям, силы тяги на крюке и свойств почвы. Дня трактора ЛТЗ-155 разница угловых скоростей относительно задних колес может варьироваться от -7% до +5% .

6. Использование сдвоенных колес позволяет уменьшить буксование ведущих колес в 1,5...2,5 раза, уменьшить сопротивление движению трактора и уплотняющее воздействие трактора на почву. Установлено, что применение сдвоенных шин типа 10-42 на тракторе ЛТЗ-155 позволяет снизить буксование в 1,5...2,3 раза по сравнению с одинарными шинами 16,9-1130, а использование сдвоенных шин типа 10-42 на тракторе ЛТЗ-95 приводит к снижению буксо-

% вания в 1,7...2,1 раза по сравнению с одинарными шинами 15,5-1138. Во всех случаях уменьшается плотность почвы после прохода трактора на сдвоенных колесах, а также снижается значение коэффициента сопротивления движению трактора.

7. Значение коэффициента сопротивления движению является величиной непостоянной и зависит от модели трактора, типоразмера установленных на нем шин, величины силы тяги, с которой работает трактор и скорости его движения. На значение коэффициента также влияет физико-механический состав

почвы, толщина слоя, влажность и плотность. Для выщелоченного чернозема расчетный коэффициент сопротивления движению изменяется в пределах 0,12...0,15.

8. Установлено, что с ростом скорости трактора от 1 м/с до 5 м/с уменьшается величина вертикальной деформации почвы (до 20%), однако её плотность увеличивается (до 15%), что объясняется уменьшением времени взаимодействия и величины боковой деформации почвы под колесом, как следствие изменения величины коэффициента бокового расширения.

9.На уплотняющую способность трактора оказывает влияние распределение массы трактора по осям, причем экстремум функции плотности - её максимальное значение - приходится на симметричное распределение веса трактора по осям. При развесовке 0,4/0,6 (перед/зад) и 0,6/0,4 происходит снижение плотности почвы относительно симметричного распределения веса на 0,02...0,04 г/см3.

10. Предложенная математическая модель с достаточной точностью описывает процесс деформирования почвы ходовыми системами тракторов в пределах 50...70% от номинальной нагрузки на крюке трактора. Однако этот предел зависит от типоразмера установленных шин и от состояния и физико-механического состава почвы.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Носов C.B., Бондаренко П.А., Рощупкин М.В. Оценка влияния диаметра штампа на модуль деформации слоя почвогрунта. // Проблемы функционирования и развития транспортного комплекса России: Сборник научных трудов / Липецкий государственный технический университет. - Липецк, 2001.-с. 46-47.

2. Бондаренко П.А. Постановка проблемы выбора параметров и режимов работы колесного трактора при учете физико-механических характери-

стик слоя почвогрунта. // Сборник научных трудов молодых ученых и студентов (ч.1). / Липецкий государственный технический университет. -Липецк, 2001.-с. 141-143.

3. Носов С.В, Рощупкин М.В., Бондаренко П.А. Установка динамического нагружения. - Информационный листок № 42-004-01, Липецкий ЦНТИ, Липецк, 2001.-3 с.

4. Носов C.B., Бондаренко П.А. и др. Оценка влияния параметров функции скорости ползучести на точность интегрирования путем разложения в ряды. // Современные проблемы развития транспортно-дорожного комплекса: Сборник научных трудов молодых ученых и студентов. / Липецкий государственный технический университет. - Липецк, 2002. - с. 56-59.

5. Носов C.B., Бондаренко П.А., Рощупкин М.В. и др. Результаты штампо-вых испытаний слоя почвогрунта при оценке его деформативной способности. // Современные проблемы развития транспортно-дорожного комплекса: Сборник научных трудов молодых ученых и студентов. / Липецкий государственный технический университет. - Липецк, 2002. - с. 7581.

6. Носов C.B., Бондаренко П.А. К вопросу оценки коэффициента Пуассона опорного основания МЭС с ярко выраженными реологическими свойствами. // Прогресс транспортных средств и систем - 2002: Материалы международной научно-практической конференции. - Волгоград, 2002. - с. 311-313.

7. Носов C.B., Рощупкин М.В., Маслов Б.А., Бондаренко П.А., Азовцев H.H. Датчик давления. - Информационный листок № 42-091-03, Липецкий ЦНТИ, Липецк, 2003. - 3 с.

8. Бондаренко П.А., Носов C.B. К оценке воздействия колесного трактора на слой почвогрунта, как материала обладающего ярко выраженными реологическими свойствами. // Современные проблемы развития транспортно-дорожного комплекса: Сборник научных трудов молодых ученых и сту-

дентов. / Липецкий государственный технический университет. - Липецк,

2003. - с. 23-26.

9. Носов C.B., Маслов Б.А., Бондаренко П.А. Методика определения длины пятна контакта пневмоколеса трактора. // Вестник ЛГТУ-ЛЭГИ,- 2003, №2.-с. 28-32.

Ю.Носов C.B., Бондаренко П.А. Методика определения коэффициентов, описывающих процесс деформации грунта. Лип. гос. техн. ун-т, Липецк,

2004. - 13 с.:ил. - Библиогр. 2 назв. - Рус. - Деп. в ВИНИТИ / 18.06.04, №1038-В2004.

П.Носов C.B., Бондаренко П.А. Разработка программы и организация графического интерфейса при расчете касательных напряжений под колесом методом сходящихся сил. Лип. гос. техн. ун-т, Липецк, 2004. - 7с.: ил. -Библиогр. 1 назв. - Рус. - Деп. в ВИНИТИ / 18.06.04, №1037-В2004.

12.Носов C.B., Бондаренко П.А. Установка статического нагружения слоя грунта с оптоэлектронной системой регистрации деформаций. Лип. гос. техн. ун-т, Липецк, 2004. - 12 с.:ил. - Библиогр. 1 назв. - Рус. - Деп. в ВИНИТИ/ 18.06.04, №1039-В2004.

13.Носов C.B., Бондаренко П.А. Оценка деформации и плотности слоя поч-вогрунта при работе колесного трактора. // Тракторы и сельскохозяйственные машины. - 2004, № 10. - с. 24-27.

14-Носов C.B., Маслов Б.А., Бондаренко П.А. и др. Методика проведения полевых испытаний по оценке плавности хода колесного трактора при учете физико-механических свойств опорного основания. // Наука в Липецкой области: истоки и перспективы: Сборник докладов и тезисов областной научно-практической конференции. Февраль 2004: в 3 ч. - Липецк: ЛГТУ, 2004.- Ч.З.- с. 61.

15.Носов C.B., Бондаренко П.А., Маслов Б.А. Построение ТТХ с учетом физико-механических свойств почвы. // Наука в Липецкой области: истоки и перспективы: сборник докладов и тезисов областной научно-

практической конференции. Февраль 2004: в 3 ч. - Липецк: ЛГТУ, 2004.-Ч.З.-с. 108-109.

16.Пат. 2236673 Российская федерация, МПК7 G 01 N 33/24, G 01 M 17/00. Устройство для исследования физико-механических характеристик слоя почвогрунта. / Носов C.B., Азовцев H.H., Бондаренко П.А., Маслов Б.А.; заявитель и патентообладатель Липецкий гос. техн. ун-т. - №2003109005; заявл. 31.03.03; опубл. 20.09.04, Бюл. №26. - 13.: ил.

17.Пат. 2237239 Российская федерация, МПК7 G 01 N 33/24. Способ определения физико-механических характеристик слоя почвогрунта. / Носов C.B., Рощупкин М.В., Бондаренко П.А., Маслов Б.А.; заявитель и патентообладатель Липецкий гос. техн. ун-т. - №2002132346; заявл. 02.12.02; опубл. 27.09.04, Бюл. №27. -16.: ил.

05-121

РНБ Русский фонд

2006-4 7538

Подписано в печать 24.02.2005г. Формат 60x84 1/16, Бумага офсетная. Усл. печ. л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ № 401. Липецкий государственный технический университет Типография ЛГТУ 398600 Липецк, ул. Московская, 30

ВВЕДЕНИЕ.

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА, ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ.

2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЗАИМОДЕИСТВИЯ КОЛЕСНОГО СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО ТРАКТОРА С ДЕФОРМИРУЕМЫМ ОПОРНЫМ ОСНОВАНИЕМ.

2.1 Выбор математической модели взаимодействия колесного сельскохозяйственного трактора с опорным основанием и её обоснование.

2.2 Исследование физико-механических свойств деформируемого слоя почвы как элемента математической модели взаимодействия колесного сельскохозяйственного трактора с опорным основанием.

3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ.

3.1 Определение реологических характеристик слоя почвы.

3.2 Определение влияния параметров внешних силовых воздействий на физико-механические свойства слоя почвы при её различных параметрах состояния.

3.3 Определение статического радиуса колеса как функции от

Р^ нормальной нагрузки на колесо и давления воздуха в шине.

4. РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТА МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ КОЛЕСНОГО ТРАКТОРА С ПОЧВОЙ И ОЦЕНКА ЕГО УПЛОТНЯЮЩЕГО ВОЗДЕЙСТВИЯ.

4.1 Влияние параметров и режимов работы колесного трактора на его уплотняющее воздействие.

4.2 Влияние типоразмера шин колесного сельскохозяйственного трактора на его уплотняющую способность.

4.3 Влияние распределения массы трактора по осям и скорости его движения на уплотняющую способность.

5. ПОЛЕВЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ КОЛЕСНОГО

ТРАКТОРА СО СЛОЕМ ПОЧВЫ.

6. МЕТОД ВЫБОРА ПАРАМЕТРОВ И РЕЖИМОВ РАБОТЫ

КОЛЕСНОГО СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО ТРАКТОРА ПРИ ВЫПОЛНЕНИИ ИМ РАБОТ С ЦЕЛЬЮ СНИЖЕНИЯ

УПЛОТНЯЮЩЕГО ВОЗДЕЙСТВИЯ.

Актуальность работы. Непрерывное расширение сферы использования мобильных транспортно-технологических машин высокой проходимости приводит к необратимым изменениям плодородных свойств опорной поверхности, поскольку, перемещаясь по ней, они опираются на колесные или гусеничные ходовые системы. Происходящие при этом процессы взаимодействия движителя с почвой оказывают влияние не только на эксплуатационные свойства машин (производительность, расход топлива, тяговый КПД и д.р.), но и на состояние почвы, которая выступает как объект обработки и как среда произрастания сельскохозяйственных культур.

Одним из важнейших элементов технологического процесса выращивания сельскохозяйственных культур являются операции, связанные с передвижением тракторов по полю. К ним относятся посадочные работы, опрыскивание, внесение удобрений и т.п. При выполнении этих работ плотность почвы повышается, что негативно сказывается не только на урожайности, но и на трудоемкости последующей обработки земли. Поэтому повышение эффективности использования тракторов при выполнении полевых работ путём снижения уплотняющего воздействия и, как следствие, общих затрат на эксплуатацию является важной и актуальной народно-хозяйственной задачей.

Цель работы. Разработка метода выбора параметров и режимов работы (скорости) колесного сельскохозяйственного трактора с целью снижения уплотняющего воздействия.

Для достижения поставленной цели необходимо решить ряд задач:

• разработать математическую модель процесса взаимодействия колесного движителя трактора со слоем почвы;

• определить физико-механические свойства почвы при воздействии на него колесного движителя;

• исследовать теоретически и экспериментально процесс взаимодействия колесного движителя с почвой;

• определить рациональные параметры и режим работы колесного трактора в зависимости от нагрузки на крюке.

Методы исследований. Решение поставленных задач базируется на основных положениях теории наследственной вязкоупругости и теории напряженного и деформированного состояний. Исследования проводились с применением теории математического планирования эксперимента, измерительно-регистрирующей аппаратуры и с использованием ЭВМ.

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций обоснована:

• метрологической поверкой измерительной аппаратуры;

• применением методов математической статистики при обработке экспериментальных данных, полученных с использованием измерительно-регистрационной техники;

• результатами сопоставления теоретических исследований с данными экспериментов в лабораторных и производственных условиях и их удовлетворительной сходимостью между собой.

Научная новизна. Разработана математическая модель взаимодействия движителя колесного трактора с деформируемым опорным основанием. В ней оценочные параметры - вертикальная деформация, плотность почвы, коэффициент сопротивления движению трактора и его буксование - являются функциями от времени и от характера взаимодействия движителя с опорным основанием, который рассматривается как материал с ярко выраженными реологическими свойствами.

Практическая ценность. Разработан метод выбора и расчета рациональных параметров и режимов работы колесного сельскохозяйственного трактора с целью снижения его уплотняющего воздействия. На основании этого метода возможно снизить уплотняющее воздействие при выполнении трактором полевых работ. Предложенная математическая модель позволит прогнозировать взаимодействие движителя проектируемого трактора с почвой, что дает возможность принимать решения по компоновке трактора ещё на стадии проектарования или осуществлять выбор подходящего трактора, обеспечивающего минимальное воздействие на деформируемый слой почвы. Универсальность модели, которое заключается в том, что она рассматривает не саму машину (трактор), а систему последовательно составленных элементарных движителей, работающих в определенном режиме и определенными нагрузками, позволяет её применять при описании взаимодействия ходовой системы любой колесной машины со слоем почвы. Используя предложенную модель, возможно прогнозирование распределения тяговых усилий по ведущим осям машины в конкретных условиях и с определенными параметрами машины (геометрическими, весовыми, конструкционными) и почвы (физико-механический состав, влажность, плотность, толщина слоя).

Реализация и внедрение результатов исследования. Программа расчета объемной, сдвиговой, вертикальной деформаций и плотности почвы после взаимодействия с ним колесного трактора передана на ОАО «Липецкий трактор» и внедрена в учебный процесс при подготовке инженеров по специальности «Автомобиле- и тракторостроение» в Липецком государственном техническом университете.

Оборудование, разработанное и созданное на кафедре «Автомобили и тракторы» Липецкого государственного технического университета в процессе разработки темы диссертации, используется для повышения уровня подготовки молодых специалистов.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на научно - технических семинарах кафедры «Автомобили и тракторы» ЛГТУ (г. Липецк, 2002г., 2003г., 2004 г.), на международной научно-практической конференции (г. Волгоград, 2002 г.).

Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 7 тезисов, 6 статей, из них 3 депонированные, 2 информационных листка и зарегистрировано 2 патента РФ на изобретение.

Работа выполнена на кафедре «Автомобили и тракторы» Липецкого государственного технического университета.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Установлена взаимосвязь между физико-механическими свойствами почвы и параметрами её состояния, параметрами движителя и напряжениями в пятне контакта. Теоретически и экспериментально получены зависимости для объёмной, вертикальной и сдвиговой деформаций, а также плотности почвы после прохода трактора с различной скоростью, нагрузкой на крюке и давлением воздуха в шинах колес.

2. Разработана программа «Расчет объёмной деформации почвогрунта и его плотности после прохода колесного трактора», которая передана в ОГК ОАО «Липецкий Трактор» и используется при выборе параметров и режимов работы, компоновке, типоразмеров шин, обеспечивающих минимальное давление под колесом для семейства тракторов данного завода.

3. Установлено, что коэффициент бокового расширения почвы /х является величиной непостоянной и зависит от времени нагружения слоя почвы. Сначала наблюдается рост значения коэффициента jи с увеличением времени нагружения (в интервале 0.0,5 е.), а впоследствии, при больших значениях времени нагружения слоя почвы (в пределах нескольких секунд), коэффициент принимает постоянное значение, характерное для данного типа почвы.

4. Использование блокированного межосевого дифференциала приводит к увеличению плотности (4%.8%), вертикальной деформации почвы (10.40%) и снижению коэффициента сопротивления движению трактора (3%.5% - для тракторов классической компоновки).

5. Для реализации тягового усилия при одинаковом значении поступательной скорости осей колес и блокированном межосевом дифференциале (или его отсутствии) необходимо подводить крутящий момент на передние и задние колеса в определенной пропорции (Мзад/ Мпер от 1,1 до 7,5), величина которой зависит от развесовки по осям машины нормальной нагрузки, конструктивных параметров машины, состояния и физико-механического состава почвы. При дифференциальном приводе передних и задних колес для сохранения скорости поступательного движения трактора необходимо обеспечивать кинематическую разность угловых скоростей колес, которая зависит от параметров трактора, распределения нормальной нагрузки по осям, силы тяги на крюке и свойств почвы. Для трактора J1T3-155 разница угловых скоростей относительно задних колес может варьироваться от -7% до +5% .

6. Использование сдвоенных колес позволяет уменьшить буксование ведущих колес в 1,5.2,5 раза, уменьшить сопротивление движению трактора и уплотняющее воздействие трактора на почву. Установлено, что применение сдвоенных шин типа 10-42 на тракторе J1T3-155 позволяет снизить буксование в 1,5.2,3 раза по сравнению с одинарными шинами 16,9-R30, а использование сдвоенных шин типа 10-42 на тракторе ЛТЗ-95 приводит к снижению буксования в 1,7.2,1 раза по сравнению с одинарными шинами 15,5-R38. Во всех случаях уменьшается плотность почвы после прохода трактора на сдвоенных колесах, а также снижается значение коэффициента сопротивления движению трактора.

7. Значение коэффициента сопротивления движению является величиной непостоянной и зависит от модели трактора, типоразмера установленных на нем шин, величины силы тяги, с которой работает трактор и скорости его движения. На значение коэффициента также влияет физико-механический состав почвы, толщина слоя, влажность и плотность. Для выщелоченного чернозема расчетный коэффициент сопротивления движению изменяется в пределах 0,12 . 0,15.

8. Установлено, что с ростом скорости трактора от 1 м/с до 5 м/с уменьшается величина вертикальной деформации почвы (до 20%), однако её плотность увеличивается (до 15%), что объясняется уменьшением времени взаимодействия и величины боковой деформации почвы под колесом как следствие изменения величины коэффициента бокового расширения.

9.На уплотняющую способность трактора оказывает влияние распределение массы трактора по осям, причем экстремум функции плотности — её максимальное значение - приходится на симметричное распределение веса трактора по осям. При развесовке 0,4/0,6 (перед/зад) и 0,6/0,4 происходит снижение плотности почвы относительно симметричного распределения веса на 0,02.0,04 г/см3.

10. Предложенная математическая модель с достаточной точностью описывает процесс деформирования почвы ходовыми системами тракторов в пределах 50.70% от номинальной нагрузки на крюке трактора. Однако этот предел зависит от типоразмера установленных шин и от состояния и физико-механического состава почвы.

125

1. Агейкин А.С. Вездеходные и комбинированные движители. М.: Машиностроение, 1972. 184с.

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

3. Адлер Ю.П., Маркова Е.В., Грановский Ю.В. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. М.: Высш.шк., 1986. 280 с.

4. Андреев А.Ф., Атаманов Ю.Е., Будько В.В. Тракторы. Дипломное проектирование. /Под ред. Будько В.В. Мн.: Выш. шк., 1985 - 158 с.

5. Бабков В.Ф. Образование колеи при движении автомобиля. Труды совещания по проходимости колесных и гусеничных машин по целине и грунтовым дорогам. Изд-во АН СССР, 1950.

6. Беккер М.Г. Введение в теорию система "Местность машина"; пер с англ. - М.: Машиностроение, 1973. - 520с.

7. Бируля А.К. Деформация и уплотнение грунта. Труды ХАДИ. Вып. 10. -1950.

8. Бируля А.К. К теории качения пневматического колеса по деформируемой поверхности. Труды ХАДИ. Вып. 21. 1958.

9. Бируля А.К. Уплотнение четырех фазного грунта. Труды ХАДИ. Вып. 10. 1950.

10. Бойков В.П., Белковский В.Н. Шины для тракторов и сельскохозяйственных машин. М.: Агропромиздат, 1988. - 240 с.

11. Бондарев А.Г., Русанов В.А. Определение нормативов допустимых давлений на почву. В кн.: Переуплотнение пахотных почв. Причины, следствия, пути уменьшения. / Под ред. чл.-корр. АН СССР В.А. Ковды. — М.: 1981, №1, с.3-6.

12. Бондарев А.Г., Русанов В.А. Результаты исследований по ограничению Уровня воздействия движителей на почву. М.: НТС МСХ СССР, 1983, 23с.

13. Бондарев А.Г., Сапожников П.М. Изменение физических свойств и плодородия почв при их уплотнении движителями сельскохозяйственной техники.-Сб. науч. тр. ВИМ. Т. 118.- 1988, с.46-57.

14. Бочаров Н.Ф. и др. Распределение крутящих моментов по ведущим осям автомобиля о блокированным типом привода с учетом КПД отдельных механизмов трансмиссии// Известия ВУЗов:Машиностроение. 1972. -№ 9. -с.86-90.

15. Бочаров Н.Ф. Распределение крутящих моментов в трансмиссии многоприводных колесных машин на твердых дорогах. Известия ВУЗов СССР, Машиностроение № 12, 1964.

16. Бочаров Н.Ф., Гусев В.И., Крадинов Е.Б., Макаров С.Г., Семенов В.М. Распределение крутящих моментов в трансмиссии многоприводных автомобилей на пневмокатках. Автомобильная промышленность № 2, 1965.

17. Бочаров Н.Ф., Семенов В.М. Влияние шин на неравномерность распределения крутящих моментов в трансмиссии многоприводных автомобилей. Известия ВУЗов СССР, Машиностроение № 6, 1965.

18. Бродский В.З. Введение в факторное планирование эксперимента. М.: Наука, 1976.- 180 с.

19. Вакулин А.А. Изменение некоторых физических свойств почвы в процессе механического воздействия ходовой части трактора. Труды Волг. СХИ. т. XXV. с. 72-77.

20. Вержбицкий А.Н., Плиев И.А., Наумов В.Н. Обоснование выбора типа экологичного движителя для машин высокой проходимости // Автомобильная промышленность. 1998, №11, с. 11-14.

21. Водяник И.И. Воздействие ходовых систем на почву (научные основы). М.: Агропромиздат, 1990. 172 с.

22. Вялов С.С. Реологические основы механики грунтов. М.: Высш. Школа, 1978.-447 с.

23. Вялов С.С. Реологические свойства и несущая способность мерзлых грунтов. Изд-во АН СССР, 1959.

24. Ганькин Ю.А., Терюхов В.А. Анализ теоретических и экспериментальных зависимостей взаимодействия колеса с почвой. // Тяговые качества и совершенствование конструкции тракторов. Межвузовский сборник трудов. МАМИ, М., 1995.

25. Ганькин Ю.А., Терюхов В.А. Уплотняющее воздействие ходовых систем на почву. Оценка проблемы. // Тяговые качества и совершенствование конструкции тракторов. Межвузовский сборник трудов. МАМИ, М., 1995.

26. ГОСТ 26953-86. Методы определения воздействия движителей на почву. Введен 01.01.87., c.l 1. УДК 631.3.001.4:006.354 Группа С02 СССР

27. ГОСТ 26955-86. Нормы воздействия движителей на почву. Введен 01.01.87., С.7.УДК 631.3.001.4:006.354 Группа С02 СССР

28. Гуськов В.В. Оптимальные параметры сельскохозяйственных тракторов. М.: Машиностроение, 1966. 196 с.

29. Гуськов В.В., Велев Н.Н., Атаманов Ю.Е. Тракторы: теория. / Под. ред. Гуськова В.В. М.: Машиностроение, 1988. 376 с.

30. Ишлинский А.Ю. Известия АН СССР ОТН. №6, 1956, с. 3-15.

31. Ишпинский А.Ю., Кондратьева, А.С. О качении жестких и пневматических колес по деформируемому грунту. Изд-во АН СССР, 1951.

32. Кацыгин В.В. Основы теории выбора оптимальных параметров мобильных сельскохозяйственных машин. Диссер. на соиск. учен. степ, доктора, с/х наук. Москва, 1964. 524 с.

33. Кацыгин В.В., Горин Г.С. Перспективные мобильные энергетические средства для сельскохозяйственного производства. Минск: Наука и техника, 1982 - 272 с.

34. Кнороз В.И., Кленников Е.В., Петров И.П. Работа автомобильной шины. / Под ред. В.И. Кнороза. М.: Транспорт, 1976. 238 с.

35. Колтунов М.А. Ползучесть и релаксация М.: Высшая школа, 1976. 277 с.

36. Колтунов М.А., Майборода В.П., Зубчанинов В.Г. Прочностные расчеты изделий из полимерных материалов. М.: Машиностроение, 1983. 239 с.

37. Кононов A.M. Исследование реализации тягово-сцепных качеств и агротехнической проходимости колесных тракторов на суглинистой почве Белоруссии. Автореф. докторской диссерт. Горки: БСХА, 1974, 41с.

38. Кононов A.M., Гарбар В.А. Уплотнение почвы агрегатами. // Механизация и электрификация соц. сельского хозяйства. 1973, №1, с. 46-47.

39. Кононов A.M., Ксеневич И.П. О воздействии ходовых систем тракторных агрегатов на почву. // Тракторы и сельскохозяйственные машины. 1977, №4, с. 5-7.

40. Ксеневич И.П. Внедорожные тягово-транспортные системы: проблемы защиты окружающей среды. // Тракторы и сельскохозяйственные машины. 1996, №6, 7.

41. Ксеневич И.П. Проблема воздействия движителей на почву: некоторые результаты исследований. //Тракторы и сельскохозяйственные машины. -2000, №1.

42. Ксеневич И.П., Антимоник С.Ф., Кононов A.M. Реализация тяги тракторов класса 1,4 со спаренными и широкопрофильными шинами. // Тракторы и сельскохозяйственные машины. 1979. №8.

43. Ксеневич И.П., Антышев Н.М. Стратегия разработок и формирования экологически безопасного машинно-тракторного парка. // Тракторы и сельскохозяйственные машины. 1995, №10, с. 11-15.

44. Ксеневич И.П., Русанов В.А.Проблема воздействий движителей на почву: некоторые результаты исследований. // Тракторы и сельскохозяйственные машины. 2000. №1.

45. Ксеневич И.П., Скотников В.А., Ляско М.И. Ходовые системы почва -урожай. М.: Агропромиздат, 1985.

46. Кулен А., Купере X., Современная земледельческая механика. М.: Агропромиздат. 1986. 348 с.

47. Куляшов А.П., Колотилин В.Е. Экологичность движителей транспортно-техиологических машин. М.: Машиностроение, 1993. 288с.

48. Лялина Е.Н. Численная генерация случайных микропрофилей полей и дорог и сопоставление с опытными данными. // Совершенствование тракторных конструкций и узлов важнейшее направление управления материально-технической базы АПК. М.:НАТИ, 1989. с. 45-46.

49. Маслов В.А. Снижение уплотняющего воздействия на почву при работе трактора типа "КИРОВЕЦ" на возделывании зерновых культур. Дисс. на соиск. учен. степ. канд. техн. наук. Куйбышев, 1987. 193 с.

50. Медведев В.В. Изменчивость оптимальной плотности сложения почвы и её причины. // Почвоведение, 1990, №5, с.20-29.

51. Медведев В.В. Оптимизация агрофизических свойств чернозёмов. — М.: Агропромиздат, 1988 157 с.

52. Месчян С.Р. Ползучесть глинистых грунтов. Изд-во АН Арм. ССР, 1967.

53. Методика определения коэффициентов описывающих процесс деформации грунта. / С.В. Носов, П.А. Бондаренко. Лип. гос. техн. ун-т, Липецк, 2004. 13 с.:ил. - Библиогр. 2 назв. - Рус. - Деп. в ВИНИТИ/ 18.06.04, №1038-В2004.

54. Ногтиков А.А. Влияние параметров МТА на уплотнение почвы. // Тракторы и сельскохозяйственные машины. 2004, №6, с. 3-4.

55. Носов С.В. Основы методологического подхода к выбору режимов и параметров МЭС при работе на деформируемых почвах. // Тракторы и сельскохозяйственные машины. 2000. №2.

56. Нугис Э.Ю., Лехтвейер Р.В. Предельные показатели физического состояния почв. // Земледелие. 1987, №9. с. 18.

57. Отчет НПО НАТИ. М., 1987. Арх. №26365. - 47 с.

58. Пирковский Ю.В., Бочаров Н.Ф., Шухман С.Б. Влияние конструктивных показателей полноприводных автомобилей на сопротивление движению по деформируемому грунту. М., МГТУ им. Н.Э.Баумана, 1996г.

59. Пирковский Ю.В., Шухман С.Б. Теория движения полноприводного автомобиля. Прикладные вопросы оптимизации конструкции шасси. М., 2001.

60. Платонов В.Ф. и др. Оценка проходимости полноприводных автомобилей// Платонов В.Ф., Чистов М.П., Аксенов А.И.//Автомобильная промышленность. 1980, № 3, с. 10-12.

61. Платонов В.Ф. Полноприводные автомобили. М.: Машиностроение, 1981.-278с.

62. Полетаев Ф.А. Основы теории сопротивления качению и тяги жесткого колеса по деформируемому основанию. М.: Машиностроение, 1971.

63. Растворова О.Г. Физика почв. Практическое руководство. / О.Г. Раство-рова. Ленинград, 1983, с. 49-51.

64. Рекомендации по снижению уплотняющего воздействия ходовых систем мобильной сельскохозяйственной техники на почву. Киев: Урожай, 1988.

65. Ржаницин А.Р.Теория ползучести. Стройиздат, 1968.

66. Рославцев А.В. Теория движения тягово-транспортных средств. М.: УМЦ «ТРИАДА», 2003. - 172 с.

67. Русанов В.А. Методы определения деформаций уплотнения почвогрунтов и показателей эффективности снижения воздействия движителей на почву. // Тракторы и сельскохозяйственные машины. 1995, №12, с. 17-20.

68. Русанов В.А. Методы определения деформаций уплотнения почвогрунтов и показателей эффективности снижения воздействия движителей на почву. // Тракторы и сельскохозяйственные машины. 1996, №3, с. 25-28.

69. Русанов В.А. Методы определения составляющих деформации почвогрунтов при гидростатическом и одометрическом нагружении. М.: ВИМ, 1993-24 с.

70. Русанов В.А. Проблема переуплотнения почв движителями и эффективные пути её решения. М.: ВИМ, 1998. - 368 с.

71. Русанов В.А. Эффективность снижения воздействия движителей на почву. // Тракторы и сельскохозяйственные машины. 1996, №6, с.22-28.

72. Русанов В.А. Эффективность снижения воздействия движителей на почву. // Тракторы и сельскохозяйственные машины.- 1996, №7, с.9-13.

73. Русанов В.А., Антышев Н.М., Кузнецов В.П. Проблема воздействия движителей на почву и эффективное направление её решения // Тракторы и сельскохозяйственные машины. 1994, №5, 6.

74. Сергеев JI.В., Денисов В.Б., Зайцев Д.Е. Уплотняющее воздействие сельскохозяйственных тракторов со сдвоенными колесами на почву. // Сб. науч. тр. МАМИ, 1990.

75. Скотников В.А., Мащенский А.А., Солонский А.С. Основы теории и расчета трактора и автомобиля / Под. ред. В.А. Скотникова. М.: Агропром-издат, 1986.-383 с.

76. Скотников В.А., Пономарев А.В., Климанов А.В. Проходимость машин. Мн.: Наука и техника, 1982. 328 с.

77. Соловейчик А.Г. Уплотнение почвы трактором на сдвоенных шинах Текст. / А.Г. Соловейчик // Механизация и электрификация сельского хозяйства. 1977, №5, с. 24-26.

78. Ткалич О.Б., Горковенко В.А. Планирование эксперимента в организации научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ // Учебное пособие. Л.:ЛПИ, 1985. 76 с.

79. Установка статического нагружения слоя грунта с оптоэлектронной системой регистрации деформаций / С.В. Носов, П.А. Бондаренко. Лип. гос. техн. ун-т, Липецк, 2004. 12 с.:ил. - Библиогр. 1 назв. - Рус. - Деп. в ВИНИТИ/ 18.06.04, №Ю39-В2004.

80. Феодосьев В.И. Сопротивление материалов: Учебник для втузов 9-е изд., перераб. М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит. 1986. - 512 с.

81. Хабатов Р.Ш., Захарчеснко А.Н., Золотаревская Д.И. О государственных стандартах по воздействию движителей мобильной сельскохозтехники на почву. // тракторы и сельскохозяйственные машины.- 1989, №5, с.7-9.

82. Хархута Н.Я. Машины для уплотнения грунтов М.-Л.: Машиностроение, 1973. 176 с.

83. ЮО.Хархута Н.Я., Васильев Ю.М. Прочность, устойчивость и уплотнение грунтов земляного полотна автомобильных М.: Транспорт, 1975. - 285 с.

84. Хархута Н.Я., Иевлев В.М. Реологические свойства грунтов. Авто-трансиздат, 1961.

85. Ходыкин В.Г. Методы расчета уплотняющего воздействия на почву колесных движителей. Дисс. на соиск. учен. степ. канд. техн. наук. М., 1984.- 179 с.

86. Цытович Н.А. Механика грунтов. Стройиздат, 1963.

87. Цытович Н.А. Механика мерзлых грунтов. М.:Высш. Школа, 1973.

88. Чистов М.П. Исследование сопротивления качению при движении полноприводного автомобиля по деформируемым фунтам: Дисс. на соиск. учен. стен. канд. техн. наук МВТУ им. Баумана. -М.,1971. -534 с.

89. Чистов М.П. Математическое описание качения деформируемого колеса по деформируемому грунту // Известия ВУЗов, Машиностроение, 1986, №4.

90. Чудаков Е.А. Теория автомобиля. М.:Машгиз, 1950. -341 с.

91. Шухман С.Б. Исследование и разработка метода повышения эффективности колесных машин за счет рационального типа силового привода. Диссертация докт. техн. наук: 05.05.03-М.,2001.

92. Шухман С.Б. Снижение сопротивления качению путем оптимального распределения массы и подводимого крутящего момента по мостам полноприводного автомобиля. Диссертация канд. техн. наук: 05.05.03-М.,1988.

93. План-матрица некомпозиционного плана для двух переменных факторов (вертикальная деформация на первом этапе нагружения)5 ■at V Кодированные значения факторов Параметр оптимизации о 5 X <l> T СЗ £ о о о ^ о rg = у СЛ 5 Н о. S и 5 X и У СЗ X со 0,

94. Расчетное значение критерия Кохрена Gp=0,235 Табличное значение критерия Кохрена Gt=0,481. Gp<GT

95. Расчетное значение критерия Фишера Fp=l,24 Табличное значение критерия Фишера Ft=3,471. Fp<FT

96. Лв. = 24,38 +18, IX, + 8,6 \Х2 + О,36Х,2 0,05Х2

97. Р--43333. т 28889 26667 ' 2~ 22222

98. План-матрица некомпозиционного плана для двух переменных факторов (горизонтальная деформация на первом этапе нагружения)и о.

99. Кодированные Параметр оптимизации э > о о ^ О сч о з 3" сз Г) > о

100. S ы т значения факторов S X <и т сЗ S ь ci ё rf s X X CD У 03о н X м 2 и X сох, х2 Y, Y2 Y3 Y4 о о X ч * S (D g « 2 — f- и о X н о

101. Расчетное значение критерия Кохрена Gp=0,278 Табличное значение критерия Кохрена Gt=0,481. Gp<Gt

102. Расчетное значение критерия Фишера Fp=3,07 Табличное значение критерия Фишера Ft=4,321. Fp<FT

103. Лг1 = 49,96 -15,29Х, + 78,94Х2 31,11Х{Х2 + 32,43Х,2 + 33,1 \Х\сг- 43333. г -28889 26667 ' 2~ 22222

104. Расчетное значение критерия Кохрена Gp=0,32 Табличное значение критерия Кохрена Gt=0,481. Gp<GT

105. Расчетное значение критерия Фишера Fp=2,54 ' Табличное значение критерия Фишера Ft=4,321. Fp<ft

106. Яв2 = 17,97 + 3,91 Хх +11,96Х2 + 5,05Х}Х2 -6, О*,2 + 3,98*2

107. X 43333. х г-28889 . 26667 ' 2~ 22222

108. Расчетное значение критерия Кохрена Gp=0,33 Табличное значение критерия Кохрена Gt=0,481. Gp<GT

109. Расчетное значение критерия Фишера Fp=0,12 Табличное значение критерия Фишера Ft=4,321. Fp<FT70,82-21,51 Хх +56,28Х2 -16,11Хгх -9,5 \Хггсг-43333. г-28889 1 ~ 26667 ' 2~ 22222

110. План матрица композиционного плана для трех переменныхфакторов (вертикальная деформация)1. Сред Сред Расчетнее нее ное

111. Кодированные Параметр оптимизации значе квадр значенние атиче иеточки значения факторов Yu с кое откло Yup

112. Расчетное значение критерия Кохрена Gp=0,187 Табличное значение критерия Кохрена Gt=0,2758 Gp<GT

113. Расчетное значение критерия Фишера Fp=2,101 Табличное значение критерия Фишера Ft=2,61 Fp<FT

114. Расчетное значение критерия Кохрена Gp=0,167 Табличное значение критерия Кохрена Gt=0,2758 Gp<GT

115. Расчетное значение критерия Фишера Fp= 1.552 Табличное значение критерия Фишера Ft=2,61 Fp<FT

116. Y=67.393+3,6012*X1+9,5805*X2+9.0413*X3-0.9322*X1*X2-0.2597*X1*X3-0.9822*Х2*ХЗ-0.1580*Х 1 *Х1 -6.6717*Х2*Х2+9.8820*ХЗ*ХЗа, -67,5 180 h 40у гр '. у гр . у гр1. Л,—-, Л -> —-, Л ■> —-.1 22,5 2 25 3 20unit Unitl;intcrfaccuses

117. Windows, Messages, SysUtils, Classes, Graphics, Controls, Forms, Dialogs, ComCtrls, StdCtrls, Buttons, TeEnginc, Series, ExtCtrls, TccProcs, Chart, jpeg, Menus,Math;type

118. Edit32: TEdit; * Edit33: TEdit;

119. Edit34: TEdit; GroupBox3: TGroupBox; Label28: TLabel; Label35: TLabel; Edit35: TEdit; GroupBox5: TGroupBox; Label52: TLabel; Edit57: TEdit; ChcckBox5: TCheckBox; CheckBox6: TChcckBox; CheckBox7: TCheckBox; Edit58: TEdit; Edit59: TEdit; Edit60: TEdit;

120. Edit52: TEdit; Edit 12: TEdit; Editll: TEdit; Edit 10: TEdit; Edil9: TEdit;

121. GroupBoxl 1: TGroupBo.x; Label 1: TLabel; I.abel2: TLabel; Labcl3: TLabel; Label5: TLabel; Label36; TLabel; Label8: TLabel; Edit6: TEdit; Edit43: TEdit; Edit5: TEdit; Edit3: TEdit; Edit2: TEdit; Editl; TEdit;

122. Public declarations } end;const NumOPlT= 12; var1. Forml: TForml;

123. D,Bk,Rst,0,l,tl,t2,0,a,a2,aa,moduI,S,Mk,ctl,b,k,W,ro,sigma,ag,tg,zg,h,et3,t,tau,sigmasr,sigmarash>X22,V,Ll,L2,t02,t03,et03,et030,tau2,tauI,UgoIl,

124. Ugol2,mu,Hsl,dsm,Nrash,NrasliO,Nrash 1 ,Nrash2, const 1 ,const2,hz,Pfasf,S0,ilper,lzad,roO:double;1. DcltaH: integer;flag: boolean;vlieeltype: string;

125. GF : array 0 . 1000. of integer;

126. OP1T, ОР1ТТ1МЕ : array l.NumOPlT. of real;function TauSR (t 1,t2 : real): real;forvvard;implementation$R *.DFM}function Vskobkax (a,t:double;mode;integer):double; var

127. Summa,chisl,znamen:doublc; count, i,dobavok:intcgcr; begin chisl:=l/b; znamen:=l; count:=0; Summa:=0; dobavok:=0;ifmode=0 then dobavok:=l; for i:=l to 6 do begin chisl:=chisl*b;znamen:=znamcn*(a+count+dobavok);

128. Summa:=Summa+chisl*exp((count+dobavok+a)*ln(t))/znamen; count:=count+l; end;1. Vskobka.\:=Summa; end;)function Extcntreal(a, \ : real): real; begin if a <= 0 then Extentrcal := 0else

129. Drob := Extentreal (A * funcG (Alpha), i); Drob := Drob * Extentreal (t,Alpha * i 1); Drob := Drob / funcG (Alpha * i); Sum := Sum + Drob; end;

130. Kj := Sum * exp(-Bcta * t); end;function fSigmaSR (Rst, l, V, G, Bk, D: real): real; var1. R,Xii,Xl 1 :real; begin1. R:=Rst-l;

131. Xii := Sqrt(D ♦ D / 4 R * R);л текущая корд, точки контакта по оси X вдоль напр-я движ-я)

132. XII := 0.75 ♦ Sqrt (D * D/4-Rst ♦ Rst); X22 := -XI1;

133. Xtck, Tang, X: real; begindsm :=Мк/С;(смсщснис)

134. X := LI + dsm; (расстояние от задней точки контакта до точки приложения результирующей) Xtek ;= V * t; {текущее расстояние) if (X Xtck) = 0 then fTau := О else begin

135. Edit35.Tcxt:= '70000'; (расчет графика) DeltaH := 1000; min := 100000000; max := -100000000;delta := t3 / DeltaH; {шаг итерации по времени)1. Series 1.Clear;1. Series2.Clear;1. Tau := 0;flag := false;1. For ii;=0 to DeltaH dobeginttek := ii ♦ delta;

136. Seriesl.AddXY(ttek, fSigma (Rst, I, V, G, Bk, D, ttek));

137. TauNext := fTau (Rst, I, V, G, Bk, D, Mk, ttck);

138. Edit45.Text:=Edit40.Text; Edit44.Text:-0'; Edit71.Text:-0'; Edit70.Text;=Edit22.Text; S0:=0; end;

139. Edit46.Text:=FloatToStrF(Mk / G,m-"ixed,5,4);l-'dit87.Tcxt:=FloatToStrF(max,lTFixed,10,l); Edit86.Tc.vt:=f'IoatToStrF(min,fTFixed,10,l);

140. Edil88.Tcxt:=FloatToSlrF(Abs(TauSR(0,SlrToFloat(Edit70.Text))),riPixcd,10;l); Edit36.Tcxl:=FloalToStrF(Abs(TauSR(StrToFloal(I-dil70.Tcxt),t3)),tT>'ixed,10,l);end;procedure TForml.DitBtnIClick(Sender: TObjcct); begin

141. BitBtn 1 .Font.St) !e:=fsBold.;1. BitBtn2.Font.Style~.;

142. D:=StrToFloat(Editl.Tcxt);

143. Bk:=StrToFloat(Edit2.Text);

144. Rst;=StrToFloat(Edit3.Text);

145. G:=StrToFloat(Edit5.Tcxt);

146. V:=StrToFloat(Edit6.Tcxt);l:=StrToFloat(Edit4.Text);

147. Mk:=StrToFloat(Edit43.Tcxt); { момент на колесе) Graph; {расчет графика} end;function EpsilanSigma (tl, t2, AIpha, Beta, A, E : real): real; var i: integer;

148. Sum, Step, Pprcv, Pcur: real; const Deltal= 1000; begin Sum := 0;1. Step := (t2 tl) / Deltal;

149. Pprev := fSigma (Rst, 1, V, G, Bk, D, tl) ♦ Kj (Alpha, Beta, A, tl, 6); , \ for i := 1 to Deltal dobegin

150. Pcur := fSigma (Rst, I, V, G, Bk, D, tl + i ♦ Step) ♦ Kt (Alpha, Beta, A, tl + i * Step, 6); Sum := Sum + (Pcur + Pprev) 12* Step; Pprev := Pcur; end;

151. EpsilanSigma ;= (Sum + Sigma) /E; end;function EpsilanTau (tl,t2,Alpha,Beta,A,E : real): real; var i: integer;

152. Sum, Step, Pprev, Pcur: real; const Deltal = 1000; begin Sum := 0;1. Step :=(t2-tl)/Deltal;

153. Pprcv := fTau (Rst, 1, V, G, Bk, D, Mk, t3 t 1) * Kt (Alpha, Bcta, A, t3 - tl, 6);for i := 1 to Deltal dobegin

154. S , Pcur := fTau (Rst, I, V, G, Bk, D, Mk, t3 (J' + ' * Step)) ♦ Kj (Alpha, Beta, A, t3 - + ' * Step), 6);

155. Sum := Sum + (Pcur + Pprev) / 2 * Step;1. Pprcv := Pcur; end;

156. EpsilanTau ;= Sum / E; end;function TauSR (tl,t2 : real): real; var i: integer;

157. Sum, Step, Pprcv, Pcur: real; const Deltal = 1000; begin Sum := 0;

158. Step :=(t2-tl)/Deltal; Pprcv ;= f Гаи (Rst, I, V, G, Bk, D, Mk, tl); for i := 1 to Deltal do v beginj^- Pcur := (Таи (Rst, 1, V, G, Bk, D, Mk, tl + i ♦ Step);

159. Sum := Sum + (Pcur + Pprev) 12* Step; Pprev ;= Pcur; end;

160. TauSR := Sum/ (J.2 -tl); end;

161. Function FvFg(sigma,tau:real):real;var Lv,Xl,X2,Fv,Fg:real;begin

162. Fv:=0.09*si°ma; Fg:=0.09*tau;

163. X1 :=2*(Fv-3900)/(6300-1500);

164. Function FvFg2(sigma,tau:real):rcal;var Lv,XI,X2,Fv,Fg:rcal;begin

165. Fv:=0.09*sigma; Fg;=0.09*tau;

166. XI :=2*(Fv-3900)/(6300-1500);

167. Function Wro(W,ro:double):double;var LL:real;beginif Form 1 .RadioGroup 1 .ltemlndex=0 then LL:=(-16.67*ro+29.83)*(l .18*W+5.16) else1.:=(-55*ro+103.95)*(4.256*W-31.74); Wro:=LL; end;

168. Function sigma70(sigma:double):double;var L4;real;beginsigma:=sigma/l 000;if Form 1 .RadioGroupl .ltemlndex=0 then L4:=16.686*ln(0.1 *(Sigma-60))+55.377 else L4:= -0.369«Sigma+59.83; sigma70:=L4; end;

169. Function fhz(row,G:double):double;{ уменьшение прогиба на грунте}varXl,X2,k:doub!e;begin

170. BitBtn2.Font.Style;=fsBoldJ; BitBtnl .Font.Stylc:=[.; Edit50.Text:='0';mil.- 0.5*t3+0.01; {Коэф-т бокового расширения) if mu>0.3 then mu:=0.3 ;

171. Edit73Text:=FloatToStrF(mu,ffFixcd,IO,3);

172. CheekBox l.Checked= false then Ksil:=l elseksil:=Fv Fg(42510,28340)/FvFg(sigmarash,tau2);

173. CheckBox2.Checked= false then Ksi2:=l else ksi2:=W~ro(18.5,1.075)/Wro(W,ro);

174. CheekBox l.Checked= false then Ksil:=l else ksil:=FvFg(42510,28340)/FvFg(sigmarash,taul);

175. ChcckBox2.Checked= false then Ksi2:=l else ksi2:=Wro(18.5,l.075)/Wro(W,ro);

176. CheckBox2.Checked= false then Ksi2:=I else ksi2:=Wro(18.5,1.075)/Wro(W,ro);

177. CheckBox 1 .Checked= false then Ksi I :=. else ksil:=FvFg(42510,28340)/FvFg(sigmarash,taul);

178. CheckBox2.Checked= false then Ksi2:=l else ksi2:=Wro(18.5,1.075)/Wro(W,ro);

179. Edit75.Text:= FloatToStr(Abs((ugol 1 +ugo!2)*h« 10));потеря мощности при качении колеса на асфальте) Cz:=1000*G/hz;al f:=2*arccos(2*(D/2-liz/1000)/D);

180. Uh:= (pi*hz/1000*(D-hz/1000))/(Sqr(D/2)*(a!f-sin(alf)));

181. Pfasf:= 9.81*(0.15*Uh*Cz*Sqr(hz/1000))/(4*pi*Rst);

182. Потеря мощности на сжатие грунта)if (RadioGroupl.ltemlndcx = l)and (\vheeltypc = 'Заднее') then begin

183. Nrash0:=G*StrToFloat(Edit30.Tcxt)/(1000*t3); if StrToFloat(Edit71 .Text)<>0 then

184. Nrashl:=StrToFloat(EdiG6.Text)*S0*StrToFloat(Edit57.Tcxt)/(2*StrToFloat(Edit71.Text)* 1000)else Nrashl:=0;1. Nrash:=NrashO+Nrash 1;

185. Edit27.Text:= FIoatToStrF(Nrash,fTFixed,7,l);end;if (RadioGroupl.Itemlndex = 1) and (wheeltype = 'Переднее') then begin

186. Nrash0:=G*StrToFloat(Edit30.Text)/(1000*t3);

187. Fa:=c*e*e-Il*e*e+I2*e-13; Fb:=sqr(e+h)*(e+h)-l I 'sqr(efh)+I2*(e+h)-I3; If Fa*Fb<=0 then begin1.i:=Iu+i;

188. Masjjj.:=e; de:=dc+e; end; c:=e+h; Until e>l;ifjuj>3 then Label78.Visiblc:=true;ro:=StrToFloat(Edit20.Tcxt);ro2:=ro/(l-dc);

189. Nv:=StrToFloat(Editl9.Text); {начальная влажность}

190. Переход от расчетной модели к реальным данным} if whccltype = 'Переднее' then begin1.er:=StrToFloat(Edit30.tcxt);roO:=ro;endelsebeginlzad:= StrToFloat(Edit30.text)-0.388*lper*(l-{l-ro0/ro2)/(l-2*mu)); end;

191. Edit55.Text:=FloatToStrF(Buks,ffFixcd,5,4);

192. Edit48.Text:=FloatToStrF(frash,flFixed,5,4);

193. Ed it83.Text:=FloatToStrF(fsopr,ffVixed, 10,3);

194. Edit76.Text:=FIoatToStrF(Masl.,fTFixcd,5,5);

195. Edit77.Text:=FloatToStrF(Mas2.,ftFixed,5,5);

196. Edit78.Tcxt:=FloatToStrF(Mas3.,fTFixed,5,5);

197. Edit79.Text:=FloatToStrF(de,flFixed,6,5);

198. Edit80.Text:=FloatToStrF(ro2,ffFixcd,6,3);

199. Edit81 .Text:=FloatToStrF(W,(TFixed, 10,2);end;

200. Итоговое значение f для всего трактора, т.с как Р1=ГСгр} procedure TForml .BitBtn4Click(Scndcr: TObject); var Gp,Gz,fbond:real; begin

201. Gp:=StrToFloat(Edit 14.text)*9.81 *0.4/2-StrToFloat(Edit 17.tcxt)*StrToFloat(Edit 16.text)/StrToFloat(Edit 15.text);

202. Gz;=StrToFloat(Editl4.text)*9.81*0.6/2+StrToFloat(Editl7.text)*StrToFloat(Editl6.text)/StrToFloat(Editl5.text);tbond:=(StrToFloat(Edit47.Tcxt)*Gp+StrToFIoat(Edit49.Text)*Gz)*2/(StrToFloat(EditI4.text)*9.81);

203. AssignFile(F, 'gamma.set'); Rcsct(F); for ii := 0 to 99 do begin i := ii * 10;

204. Readln(F, GF1., GFi+l., GF[i+2], GF[i+3], GF[i+4], GF[i+5], GF[i+6], GF[i+7], GF[i+8], GF[i+9]); end;

205. GF1000. := 10000; CloseFile(F); N830201 CI ick(Sender); end;procedure TFormI.BitBtn5Click(Scnder: TObject); var

206. EPS, PREV, CURR : real; begin1. CURR 0;

207. EPS := StrToFloat (Editl3.text); 1;=0;

208. Edit4.Text:= FloatToStrF(l,f(Fixed,6,5); RadioGroupl.Itemlndex :=0;repeat

209. Mcm.lines.Add ('Тип колеса:1 + wliccltype + '; '+'Скорость трактора, м/с:' + Edit6.text+'; '+'Цагрузка на крюке, II:'+ Ed it 17.text +

210. Mem.lines.Add ('Расчетная нагрузка на колесо, Н:' + Edit5.text+ '; '+'Моменг на колесе, Н*м:' + Edit43.text+ ';'); Mem.lines.Add ('Давление в шипе, Mlla:' + Edit51.tcxt+'; '+'Ралиус колеса (без грунтозацепов), м:+ Edit3.text+';');

211. Mein.lines.Add ('Полное время взаимодействия, с:'+ Edil22.tcxt+'; '+'При Tau<0, с:' + Edit71.text+'; '+'При Tau>0, с:' + Edit70.te.xt+ Mcm.lines.Add ('Время tl, с:' + Edit23.tcxt+ '; Ч'Врсмя t2, с:' + Edit24.text);

212. Mcm.lines.Add ('Вертикальная деформация, мм:1 + Edit30.text+ ';'+' 1-ая верт. деформ., мм:' + Edit28.text+'; '+'2-ая верт. де^рм., мм: '+ Edit29.tcxt+';');

213. Mem.lincs.Add ('Горизонтальная деформация, мм:' + Edit26.text+'; '+'1-ая гориз-я деформ., мм:' + Edit57.text+'; '+'2-ая гориз-я деформ., мм:' + Edit25.tcxt+ ';');

214. Mem.lines.Add ('Давление под колесом (мах), Па '+Edit8.text+';'+' Длина пятна контакта, м:'+ Edit40.text+ ' Площадь П К., м2 :'+ edit7.tcxt+';');

215. Mem.lines.Add ('Корни кубического уравнения:'+ Edit76.tcxt+'; '+ Edit77.text+'; '+ Edit78.text+';'); Mcm.lines.Add ('Объемная деформация:'+ Edit79.tcxt+';'); Mem.lines.Add ('Параметры грунта: начальные'+' конечные:');

216. Mein.lines.Add ('Влажность, % :'+ Editl9.text+ '; '+ Edit81.te.\t+ ';');

217. Mcm.lines.Add ('Плотность, г/смЗ :'+ Edit20.text+'; '+ Edit80.tcxt+';');

218. Mem.lines.Add (Толщина слоя, см :'+ Edit21.text+'; '+ FloatToStr((lIsl-StrToFloat(Edit30.text))/10)+ ';');1. Mcm.lines.Add (");

219. Mem.lines.Add ('Буксование движителя :'+Edit55.text+';'); Mem.lines.Add ('Расчетный коэф-т Пуассона'+ Edit73.tcxt+ ';'); Mem.lines.Add ('Коэф-т сопрот-я качению (начальный):' + Editl8.tcxt+';');

220. Mem.lines.Add ("); Mem.lines.Add ("); end;procedure TForml.BitBtn7Click(Sender: TObject); begin

221. Mem.lines.Add ('('+Label86.Caption+')'); if (sdReport.Execute о false) then Mem.lines.SaveToFilc (sdReport.filenamc); end;перевод конечных парам-в в начальные. Для заднего колеса }procedure TForml.BitBtn8Click(Scnder: TObject);begin

222. Edit 19.tcxt:=Edii81 .text; Edit20.text:=Edit80.text;

223. Edit21.text:=FloatTostr((Hsl-StrToFloat(EdiG0.tcxl))/10); end;кнопка "ПРИНЯТЬ")procedure TForm 1 .B itBtn9CI ick(Sendcr: TObject); beginif \vheeltypc = 'Заднее' then begin

224. Mk:=((StrToFloat(Editl7.Text)fStrToFloat(Editl8.Tcxt)*9.81*StrToFloat(Editl4.Tcxt))/2)*Rst/l000; Edit5.Text:=F!oatToStrF(G,ffFixed,6,1); EdiG.Tcxt:=FloatToStrF(Rst/1000,fFixcd,5,4); Edit43.Text:=FloatToStrF(Mk,ffFixcd,6,l); end else begin

225. G:=StrToFloat(Edit 14.text)*9.81 *0.4/2-StrToFloat(Edit 17.text)*StrToFloat(Edit 16.text)/StrToFloat(Edit 15. text);радиус в зависимости от давлепия.row:=StrToFloat(Edit51 .text);hz:= (13.65-62.2*row+3.86*G/1000)*fhz(row,G);

226. Rst:=StrToFloat(Editl.text)*1000/2-hz-30;

227. Edit5.Te.\t:=KloalToStrF(G,mixed,6,1); Edit3.Text:=FloatToStrF(Rst/1000,fTFixcd,5,4); end; end;

228. Исходные параметры фунта. Для быстой смены данных} procedure TForm I .DitDtn 1 OClick(Sender: TObjcct); begin

229. Editl9.Text:= Edit56.Text; Edit20.Text:= Kdit64.Text; Edit21.Tcxt:= Edit65.Text end;

230. Подстановка в расчет новое значение f) procedure TForm 1 .BitBtn 12Click(Sender: TObjcct); begin

231. EditI8.Text:= Edit50.text; BitBui9Click(Sender); BitBtn5Click(Sender); end;

232. Полный расчет за одно нажатие кнопки: FULL !!!) procedure TForml.BitBtnl3Click(Sender: TObject); begin

233. BitBtn9Click(Sender); {кнопка "ПРИНЯТЬ"} BitBtn5CIick(Sender); {автоматический расчет)

234. BitBtn8Click(Sender); { перевод конечных парам-в в начальные. Для заднего колеса} N136R38 lCIick(Sender); { смена параметров для заднего колеса} BitBtn5Click(Sender); {автоматический расчет}

235. BitBtn 12Click(Sendcr); {Уточнение деформаций с новым значением коэф-та f} end;end.

236. Трактор: J1T3-155; Масса трактора: 5600 кг; Типоразмер шин: 16,9R30;1. Скорость трактора: 2 м/с.

237. Нагрузка на крюке Ркр, кН 8 12 16 20

238. Вертикальная дефор-я мм 74,7 83,2 86,1 88,8

239. Плотность почвогрунта р, г/см3 1,21 1,24 1,25 1,26

240. Коэф-т сопр. качению f 0,123 0,133 0,134 0,135

241. Буксование 6,% 0,5/0,6 12,5/10,5 15,3/12,7 15,4/14,31. Скорость трактора: 4 м/с.

242. Нагрузка на крюке Ркр, кН 7 12 .16 20

243. Вертикальная дефор-я мм 71 78,3 81 83,4

244. Плотность почвогрунта р, г/см3 1,248 1,28 1,294 1,306

245. Коэф-т сопр. качению f 0,12 0,129 0,13 0,13

246. Буксование b,% 0,1/0,6 12,4/10,5 15,5/12,3 15,6/14

247. Трактор: J1T3-155; Масса трактора: 5900 кг; Типоразмер шин: сдвоенные 10-42;1. Скорость трактора: 2 м/с.

248. Нагрузка на крюке Ркр, кН 7 12 16 20

249. Вертикальная дефор-я мм 56,4 63,7 64,3 65,2

250. Плотность почвогрунта р, г/см3 1,15 1,17 1,173 1,18

251. Коэф-т сопр. качению f 0,108 0,115 0,114 0,114

252. Буксование 6,% 0,2/2,1 5,4/3,8 5,5/5,6 5,4/7,81. Скорость трактора: 4 м/с.

253. Нагрузка на крюке Ркр, кН 7 12 16 20

254. Вертикальная дефор-я мм 53,6 59,9 60,5 61,3

255. Плотность почвогрунта р, г/см3 1,17 1,2 1,203 1,206

256. Коэф-т сопр. качению f 0,106 0,112 0,111 0,11

257. Буксование 5,% 0,1/2,1 5,5/3,8 5,6/5,6 5,5/7,8

258. Трактор: ЛТЗ-155; Масса трактора: 5600 кг; Типоразмер шин: 16,9R30;

259. Скорость трактора: 2 м/с (с блокированным межосевым дифференциалом)1. Ркр"ер, KII 4,5 5,5 6 71. Ркр3ад, КН 6,5 7,3 8 121. Ркр\ кН 11 12,8 14 19

260. G3/Gtp 0,47 0,48 0,494 0,527

261. М„ер, Нм 2767 3105 3276 3629

262. Мзад, Нм 3388 3650 3879 51895„, % 10 11,8 12,9 15,85з, % 10 11,8 12,9 15,9

263. Трактор: JIT3-95; Масса трактора: 4050 кг;

264. Типоразмер шин: спереди 11.2-28 / сзади 15.5-38;1. Скорость трактора: 2 м/с.

265. Нагрузка на крюке Ркр, кН 0 4 8 12 14

266. Вертикальная дефор-я Хц, мм 58,1 64,3 67,3 71,1 74

267. Плотность почвогрунта р, г/см3 1,18 1,19 1,194 1,197 1,2

268. Коэф-т сопр. качению f 0,117 0,124 0,13 0,135 0,14

269. Буксование 5,% 0,2 8,2 15 19,8 21,81. Скорость трактора: 4 м/с.

270. Нагрузка на крюке Ркр, кН 0 4 8 12 14

271. Вертикальная дефор-я мм 58,1 64,3 67,3 71,1 74

272. Плотность почвогрунта р, г/см3 1,18 1,19 1,194 1,197 1,2

273. Коэф-т сопр. качению f 0,117 0,124 0,13 0,135 0,14

274. Буксование 5, % 0,2 8,2 15 19,8 21,8

275. Трактор: JIT3-95; Масса трактора: 4250 кг;

276. Типоразмер шин: спереди 11.2-28 / сзади 15.5-38;1. Скорость трактора: 2 м/с.

277. Нагрузка на крюке Ркр, кН 0 4 8 12 14

278. Вертикальная дефор-я мм 62,8 63,2 61,3 61,5 62

279. Плотность почвогрунта р, г/см3 1,17 1,173 1,16 1,166 1,167

280. Коэф-т сопр. качению f 0,112 0,115 0,117 0,12 0,125

281. Буксование 8,% 0,6 2,9 5,2 8,6 10,41. Скорость трактора: 4 м/с.

282. Нагрузка на крюке Ркр, кН 0 4 8 12 14

283. Вертикальная дефор-я Хв, мм 62,8 63,2 61,3 61,5 62

284. Плотность почвогрунта р, г/см 1,17 1,173 1,16 1,166 1,167

285. Коэф-т сопр. качению f 0,112 0,115 0,117 0,12 0,125

286. Буксование 8,% 0,6 2,9 5,2 8,6 10,4

287. Трактор: JIT3-95; Масса трактора: 4210 кг;

288. Типоразмер шин: спереди 11.2-28 / сзади сдвоенные 10-42;

289. Скорость трактора: 2 м/с (с блокированным межосевым дифференциалом).

290. РкР"ер,кН 0,9 2 3,5 4,2 4,5

291. Ркр3ад, кН 3,3 4 6,5 7,3 9,51. Рк Д кН 4,2 6 10 11,5 14

292. Gj/Gjp 0,62 0,63 0,672 0,69 0,71

293. М„ер, Нм 1021 1327 1762 1911 2069

294. Мзад, НМ 2198 2446 3334 3689 43998„, % 1 7 9 10 11,85з, % 1 7 9 10 11,8

295. Трактор: ЛТЗ-60АБ; Масса трактора: 3400 кг;

296. Типоразмер шин: спереди 8,3-20 / сзади 13,6R38;

297. Скорость трактора: 2 м/с (без подключения переднего моста).

298. Нагрузка на крюке Ркр, кН 0 . 4 8 12 14

299. Вертикальная дефор-я мм 76,7 72,9 72,2 74,9 79,7

300. Плотность почвогрунта р, г/см3 1,3 1,27 1,25 1,23 1,24

301. Коэф-т сопр. качению f 0,143 0,137 0,137 0,14 0,15

302. Буксование 5,% 2,8 7,1 14,2 21,5 24

303. Трактор: ЛТЗ-60АБ; Масса трактора: 3560 кг;

304. Ширина профиля шины, дюймы15,5 16,9 18,4 20,8

305. Dk= 1,34 м; Dk= 1,4 м; Dk= 1,46 м; Dk= 1,56 м;rk= 0,617 м; rk= 0,64 м; rk= 0,67 м; rk=0,71 м;р= 1,46 г/см3. р= 1,35 г/см3. р= 1,26 г/см3. р= 1,16 г/см3.

306. Dk= 1,39 м; Dk= 1,45 м; Dk= 1,51 м; Dk= 1,61 м;и-< rk= 0,64 м; rk= 0,67 м; rk= 0,69 м; rk= 0,73 м;

307. К р= 1,44 г/см3. р= 1,33 г/см3. р= 1,24 г/см3. р= 1,15 г/см3.

308. Dk=l,44 м; Dk= 1,5 м; Dk= 1,56 м; Dk= 1,66 м;

309. Д X К а rk= 0,67 м; rk= 0,69 м; rk=0,72 м; rk= 0,76 м;э Он н о р= 1,42 г/см3. р= 1,31 г/см3. р= 1,23 г/см3. р= 1,14 г/см3.

310. S сЗ К 34 Dk= 1,5 м; Dk= 1,55 м; Dk= 1,61 м; Dk= 1,71 м;ч « rk= 0,69 м; rk= 0,72 м; rk= 0,74 м; rk= 0,78 м;

311. X Г о р= 1,4 г/см3. р= 1,3 г/см . р= 1,22 г/см3. р= 1,14 г/см3.ч сЗ о 36 Dk= 1,54 м; Dk- 1,6 м; Dk= 1,66 м; Dk= 1,76 м;о с . rk= 0,72 м; rk= 0,74 м; rk= 0,77 м; rk=0,81 м;р= 1,39 г/см3. 1,28 г/см3. р= 1,22 г/см3. р= 1,13 г/см3.

312. Dk=l,59 м; Dk= 1,65 м; Dk= 1,71м; Dk= 1,81 м;rk= 0,74 м; rk= 0,77 м; rk= 0,79 м; rk= 0,83 м;р= 1,37 г/см3. р= 1,27 г/см3. р= 1,2 г/см3. р= 1,12г/см3.

313. Dk= 1,34 м; Dk= 1,4 м; Dk= 1,46 м; Dk= 1,56 м;rk= 0,617 м; rk= 0,64 м; rk= 0,67 м; rk=0,71 м;р= 1,37 г/см3. р= 1,28 г/см3. л р= 1,2 г/см . р= 1,12 г/см3.

314. X к э р= 1,34 г/см3. р= 1,25 г/см3. р= 1,18 г/см3. р= 1,11 г/см3.

315. Dk= 1,5 м; Dk= 1,55 м; Dk= 1,61 м; Dk= 1,71 м;2 сЗ к rk= 0,69 м; rk= 0,72 м; rk= 0,74 м; rk= 0,78 м;п зк ни л р= 1,31 г/см3. р= 1,24 г/см3. р= 1,17 г/см3. р= 1,11 г/см3.

316. X £г о 36 Dk=l,54 м; Dk= 1,6 м; Dk= 1,66 м; Dk= 1,76 м;п а о rk= 0,72 м; rk= 0,74 м; rk= 0,77 м; rk= 0,81 м;о С р= 1,31 г/см3. р= 1,23 г/см3. р- 1,17 г/см3. р= 1,1 г/см3.

317. Согласно ГОСТ 25836-83 исследовательские (поисковые) испытания в рамках научно-исследовательских работ.

318. Целью испытаний является оценка уплотняющего воздействия трактора на почву путем измерения вертикальной деформации в колее и плотности почвы в зависимости от величины нагрузки на крюке, скорости движения трактора и давления воздуха в шинах задних колес.

319. Условия проведения испытанийведения испытаний и технические требования, предъявляемые к трактору согласно ГОСТ 7057-81.

320. Для создания различной нагрузки на крюке трактора использовался автомобиль ГАЭ-3307 с включением I, II или III передач при выключенном двигателе. Автомобиль через жесткую сцепку и тензозвено соединялся с трактором.

321. Сигнал с тензозвена поступал в передвижную тензолабораторию TJI-3 (ВИСt

322. На рис. 1 представлен общий вид земельного участка с применяемой для испытаний техникой.

323. На рис. 2 проиллюстрировано проведение испытаний с тяговым тензозве-ном.

324. На рис. 3 изображено размещение датчиков давления, замер глубины колеи и подготовка к взятию проб почвы.

325. На рис. 4 представлено взятие проб почвы по следу колеса с помощью режущего кольца.

326. На рис. 5 представлена применяемая при испытаниях аппаратура. На рис. 6 представлена типовая осциллограмма, получаемая при испытаниях.4. Результаты испытаний

327. Рис. 1. Общий вид земельного участка с применяемой дляиспытаний техникой

328. Рис. 2. 11 поведение испытаний с тяговым тензозвемом

329. Рис, 3. Замер глубины колеи при помощи линейки, размещение датчиков давления и подготовка к взятию проб почвы

330. Рис. 4. Взятие проб почвы по следу колеса с помощьюрежущего кольца

331. Рис. 5. Применяемая при испытаниях аппаратура