Исследование колееобразования и тягово-сцепных свойств движителей колесных лесных машин при работе на заснеженных лесосеках тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.21.01, кандидат наук Тарадин Григорий Сергеевич
- Специальность ВАК РФ05.21.01
- Количество страниц 115
Оглавление диссертации кандидат наук Тарадин Григорий Сергеевич
ВВЕДЕНИЕ
1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
1.1. Лесной фонд и климатические особенности Северо-Запада России
1.2. Физико-механические свойства снега
1.3. Теория движения автотранспорта в условиях бездорожья и моделирование взаимодействия движителей машин со слабонесущими опорными поверхностями
1.4. ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1. Физико-механические свойства опорной поверхности
2.2. Сжатие снега под воздействием движителя
2.3. Глубина колеи под воздействием движителя
2.4. Сопротивление перемещению движителя
2.5. Сцепление движителя с опорной поверхностью
2.6. Расчет фактического давления на заснеженную поверхность и учет цикличности приложения нагрузки
2.7. Результаты реализации математических моделей
2.8. ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ
3. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
3.1. Методика проведения экспериментальных исследований
3.2. Методика обработки опытных данных
4. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ И ВЕРИФИКАЦИЯ ТЕОРЕТИЧЕСКИХ РАЗРАБОТОК
4.1. Результаты экспериментов по исследованию колееобразования и уплотнения снега
4.2. Сопоставление результатов оценки тягово-сцепных свойств движителя с данными независимых источников
4.3. Перспективные направления дальнейших исследований
4.4. ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
Приложение I. Результаты экспериментальных исследований
Рекомендованный список диссертаций по специальности «Технология и машины лесозаготовок и лесного хозяйства», 05.21.01 шифр ВАК
Комплексное обоснование параметров и режимов работы движителей лесных машин2020 год, доктор наук Хитров Егор Германович
Совершенствование моделей для оценки колееобразования и уплотнения почвогрунтов под воздействием движителей колесных лесных машин2018 год, кандидат наук Песков, Валерий Борисович
Совершенствование моделей и методов прогнозирования проходимости гусеничных лесных машин2018 год, кандидат наук Лухминский, Владислав Алексеевич
Моделирование взаимодействия колесного движителя малогабаритных лесных машин со слабонесущим грунтом2018 год, кандидат наук Дмитриева, Мария Николаевна
Снижение отрицательного воздействия гусеничных вездеходов для лесного хозяйства и лесозаготовок на лесные почвогрунты2019 год, кандидат наук Чемшикова Юлия Михайловна
Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Исследование колееобразования и тягово-сцепных свойств движителей колесных лесных машин при работе на заснеженных лесосеках»
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы исследования. В нашей стране колоссальные объемы древесины заготавливаются в зимних условиях. Лесозаготовительная техника работает в условиях заснеженных лесосек, причем толщина снежного покрова может превышать 1 м. Снег под воздействием движителей машин уплотняется, что вызывает заметное изменение его механических свойств.
Особенностям взаимодействия движителя с заснеженной опорной поверхностью посвящены труды многих ученых, среди них Агейкин Я.С., Аникин А.А., Варахтанов Л.В., Беляков В.В., Донато И.О., Егоров А.Л., Крашенинников М.С., Крживицкий А.А., Малыгин В.А., Мерданов Ш.М., Шитый В.П. Но современные исследования ориентированы, в основном, на изучение проходимости военной и спасательной техники, сравнительно меньше изучены вопросы взаимодействия лесных машин со снегом. Проблематике проходимости колесной лесозаготовительной техники посвящены труды Анисимова Г.М., Герасимова Ю.Ю., Герца Э.Ф., Григорьева И.В., Котикова В.М., Кочнева А.М., Курьянова В.К., Макуева В.А., Пошарникова Ф.В., Рябухина П.Б., Сюнева В.С., Шегельмана И.Р., Ширнина Ю.А. и многих других. К сожалению, основное внимание в них сосредоточено на работе машин в условиях положительной температуры.
Недостаток научно-обоснованных сведений осложняет процесс принятия решений по комплектованию парка лесных машин, сдерживает развитие разработки перспективных конструкций движителей лесных машин, обеспечивающих проходимость техники в условиях заснеженных лесосек. Таким образом, считаем выбранную тематику исследования актуальной для теории и практики лесозаготовительного производства.
Степень разработанности темы исследования. Выполнены исследования колееобразования и тягово-сцепных свойств специальной техники, оснащенной колесными, гусеничными, роторными движителями при движении по снегу. Изменение механических свойств снега учитывается, в основном, за счет уплотнения под воздействием движителя учитывается при помощи эмпирических коэффициентов. Известны эмпирические справочные данные по сопротивлению движению и сцеплению движителей с заснеженной опорной поверхностью. Математические модели, основанные на положениях теории движения автотранспорта в условиях бездорожья, базирующиеся на использовании изменяющихся характеристик опорной поверхности, имеющих четкий физический смысл, для лесозаготовительной техники на настоящий момент проработаны в меньшей степени.
Цель работы - повышение эффективности использования колесной лесозаготовительной техники на заснеженных лесосеках на базе дальнейшего развития научного описания взаимодействия движителей со снегом. Задачи исследования:
1. Разработать уточненную математическую модель взаимодействия колесного движителя лесной машины со снегом, учитывающую уплотнение и упрочнение снега под воздействием машины.
2. Реализовать модель и получить зависимости, прогнозирующие сопротивление упрочняющегося снега передвижению колесной лесной машины.
3. Реализовать модель и получить зависимости, прогнозирующие сцепление движителя лесной машины с уплотненным снегом.
4. Выполнить верификацию теоретических разработок, сравнить теоретические сведения с экспериментом и сведениями независимых исследователей.
5. Провести реализацию моделей и установить границы варьирования глубины колеи и тягово-сцепных свойств колесного движителя лесной машины.
6. Исследовать, в каком диапазоне свойств заснеженной опорной поверхности и давления движителя на нее целесообразно оснащать технику съемными средствами повышения проходимости.
Объект исследования: опорные поверхности, представленные снегом, уплотняющимся и упрочняющимся под воздействием движителей колесных лесных машин.
Предмет исследования: процессы колееобразования и уплотнения снега под воздействием движителей лесных машин, тягово-сцепные свойства колесного движителя при работе на заснеженной поверхности.
Методология и методы исследования: на стадии теоретических исследований применялись методы математического моделирования, математического анализа, аналитического и численного решения уравнений вдавливания штампа-движителя в упрочняющуюся опорную поверхность. При проведении экспериментов использованы методы планирования эксперимента и статистической обработки опытных данных.
Научная новизна работы. Разработанная и исследованная математическая модель взаимодействия колесного движителя лесной машины с заснеженной опорной поверхностью, учитывающая уплотнение и упрочнение снега под воздействием машины, позволяющая проводить оценку колееобразования и тягово-сцепных свойств движителя и устанавливающая связи свойств снега, давления и оснащенности движителя моногусеницами с опорной проходимостью машины.
Теоретическая значимость работы:
Разработанная математическая модель развивает и уточняет теоретическое описание взаимодействия колесного движителя с опорной поверхностью,
поскольку учитывает нелинейных характер ее упрочнения, вызванного уплотнением под воздействием движителя. Практическая значимость работы:
Результаты исследования позволяют обоснованно подбирать параметры техники на базе оценки глубины колеи и тягово-сцепных свойств колесного движителя лесной машины, устанавливают диапазон свойств заснеженной опорной поверхности и давления движителя на нее целесообразно оснащать технику съемными средствами повышения проходимости. На защиту выносятся следующие положения:
1. Математическая модель взаимодействия колесного движителя лесной машины со снегом, учитывающая уплотнение и упрочнение снега под воздействием машины, прогнозирующая сопротивление упрочняющегося снега передвижению колесной лесной машины, сцепление движителя лесной машины с уплотненным снегом.
2. Результаты реализации модели, устанавливающие границы варьирования глубины колеи и тягово-сцепных свойств колесного движителя лесной машины, а также диапазон свойств заснеженной опорной поверхности и давления движителя на нее, в котором целесообразно оснащать технику съемными средствами повышения проходимости.
Достоверность выводов и результатов исследований обеспечена
применением лицензионного программного обеспечения на всех стадиях выполнения работы, удовлетворительной сходимостью полученных теоретических результатов с экспериментом и, в известных случаях, со сведениями независимых источников.
Апробация работы. Результаты исследования опубликованы в 7 научных статьях, из них 4 - в журналах из перечня ВАК. Результаты исследования докладывались и обсуждались на научно-технических конференциях института технологических машин и транспорта леса Санкт-Петербургского
государственного лесотехнического университета (Санкт-Петербург, 2018, 2019); Третьей международной научно-технической конференции «Леса России: политика, промышленность, наука, образование» (Санкт-Петербург, 2018); международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы развития лесного комплекса» (Вологда, 2018).
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 4 основных глав, общих выводов и рекомендаций, библиографического списка, включающего 141 наименование, 1 приложения. Объем диссертации с приложениями составляет 115 страниц, включая 31 рисунок и 17 таблиц.
Личный вклад автора состоит в формулировании цели работы и задач исследования на основе анализа состояния вопроса взаимодействия машин с заснеженными опорными поверхностями; разработке и исследовании математической модели взаимодействия колесного движителя лесной машины со снегом, учитывающей уплотнение и упрочнение снега под воздействием машины; получении зависимостей, прогнозирующих сопротивление упрочняющегося снега передвижению колесной лесной машины, сцепление движителя лесной машины с уплотненным снегом, диапазон свойств заснеженной опорной поверхности и давления движителя на нее, в котором целесообразно оснащать технику съемными средствами повышения проходимости; составлении методики и выполнении экспериментальных исследований, верификации теоретических разработок; формулировании общих выводов и рекомендаций, подготовке публикаций и оформлении рукописи работы.
Соответствие диссертации паспорту научной специальности.
Диссертация соответствует следующим пунктам паспорта специальности 05.21.01 - технология и машины лесозаготовок и лесного хозяйства:
2. Теория и методы воздействия техники и технологий на лесную среду в процессе заготовки древесного сырья и лесовыращивания.
4. Исследование условий функционирования машин и оборудования, агрегатов, рабочих органов, средств управления.
5. Обоснование и оптимизация параметров и режимов работы лесозаготовительных и лесохозяйственных машин.
1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
1.1. Лесной фонд и климатические особенности (на примере Северо-Запада России)
Заготовка древесины в зимних условиях традиционна для нашей страны. Поясним это обстоятельство на примере Северо-Западного федерального округа. На рисунке 1.1 представлена диаграмма распределения запасов древесины по субъектам округа [76].
Псковская область; _
■з-з-з- эо/ Республика Карелия;
"' - ' ■ 980; 9%
Республика Коми; 3038; 29%
(включая Ненецкий АО); 2694; 26%
Рисунок 1.1- Распределение запасов древесины по субъектам СЗФО
Теперь обратимся к сведениям о почвенно-грунтовых условиях региона. С точки зрения проходимости техники, лесные почвогрунты принято разделять на 4 категории, основные особенности которых следующие [109]:
1. Почвогрунты I категории. Прочные почвогрунты. Проходимость техники ограничена лишь ее характеристиками, колееобразование незначительно, работа гусеничной и тяжелой колесной техники не разрушает почвогрунт. Заготовка древесины производится во все сезоны.
2. Почвогрунты II категории. Почвогрунты средней прочности. Работа гусеничной и колесной техники не вызывает критического ущерба для лесного почвогрунта, сцепление движителя с опорной поверхностью в большинстве случаев достаточно для обеспечения опорной проходимости. Заготовка древесины происходит в летний и зимний период.
3. Почвогрунты III категории. Слабонесущие почвогрунты. Колееобразование существенно ограничивает подвижность лесных машин. В летний период обеспечивается проходимость легкой колесной и гусеничной техники с ограничением по числу проходов по волоку. Предпочтительная заготовка в зимний период.
4. Почвогрунты IV категории. Слабонесущие почвогрунты. Опорная проходимость лесных машин в летний период не обеспечивается. Машинная заготовка древесины может вестись лишь в зимний период.
Количественные оценки основных физико-механических свойств почвогрунтов различных категорий представлены в таблице 1.1 [109], [111] -
[113].
Таблица 1.1 - Физико-механические свойства почвогрунтов различных
категорий [109], [111] - [113], [128], [131]
Параметр Категория почвенно-грунтовых условий
прочный почвогрунт, I почвогрунт средней прочности, II слабонесущий почво-грунт, III
р, г/см3 0,95 0,85 0,75
Е, МПа 3 1 0,4
ps, МПа 0,33 0,11 0,044
С, МПа 0,0252 0,0108 0,0053
G, МПа 0,28 0,25 0,22
ф, 0 17 14 12
Н, м 0,3 0,4 0,8
В таблице 1. 1 обозначено: р - плотность, Е - модуль общей деформации,ps - несущая способность, С - удельное сцепление, G - модуль сдвига, ф - угол внутреннего трения, Н - толщина деформируемого слоя почвогрунта.
На рисунке 1.2 представлены гистограммы процентного распределения почвогрунтов для субъектов округа [77]. Данные о площадях с грунтами I категории объединены с данными о площадях II категории, о площадях с грунтами III категории - сданными о площадях IV категории. Таким образом, наглядно представлено соотношение площадей, пригодных для заготовки древесины круглогодично, и площадей, на которых полноценная машинная заготовка возможна лишь в зимних условиях.
Архангельс к ая
Республика обл. (включая Калининградская Ленинградская Новгородская Псковская
Карелия Республика Коми Ненецкий АО) Вологодская обл. область обл. Мурманская обл. обл. область
60
66
70
67
32
38
□ Почвогрунты I и II категории □ Почвогрунты III и IV категории Рисунок 1.2- Грунтовые условия в субъектах СЗФО
Как показывает анализ сведений рисунков 1.1, 1.2, до 70 % процентов площади субъектов, наиболее богатых древесиной (Архангельская и Вологодская области, Республики Коми и Карелия), приходится на почвогрунты III и IV категории. Таким образом, значительный, если не основной, объем машинной заготовки древесины приходится на зимние условия. С теми же обстоятельствами сталкиваются лесозаготовители и в других регионах нашей страны.
Сведения о продолжительности морозов и средней температуре января по субъектам СЗФО представлены на рисунке 1.3 [77]. На рисунке 1.4 представлены сведения о средней и максимальной высоте снежного покрова в лесу в зависимости от субъекта округа [77].
Архангель с кая
Республика обл. (включая Калининградская Ленинградская Новгородская Псковская
Карелия Республика Коми Ненецкий АО) Вологодская обл. область обл. Мурманская обл. обл. область
158
113
-9,7
95
96
91
92
■18.
3 -12,4 -11,6 "8,2 -8,3 -ю,1 -8,6 -8,4
□ Продолжительность морозов, дн. □ Средняя температура в январе, оС
Рисунок 1.3 - Продолжительность морозов и средняя температура января по
субъектам СЗФО
Республика
Архангельс кая обл. (включая
Карелия Республика Коми Ненецкий АО) Вологодская обл. область 110 111
100
Калининградская Ленинградская Новгородская Псковская
обл. Мурманская обл. обл. область
87
87
99
75
74
94
85
64
86
86
55
57
□ Максимальная высота снежного покрова в лесу, см
□ Средняя высота снежного покрова в лесу, см
Рисунок 1.4 - Средняя и максимальная высота снежного покрова в лесу
Как показывают данные рисунков 1.3, 1.4, толщина снежной целины в лесу может превышать 1 м, среднее значение толщины снежного покрова колеблется в пределах 40 - 80 см.
Анализ представленных данных показывает, что работа лесозаготовительной техники в условиях отрицательной температуры и на глубоком снегу является типичной для Северо-Западного округа. Схожие выводы делались и ранее, для других регионов нашей страны.
К сожалению, основной объем исследований по проходимости техники в области технологии и машин лесозаготовок и лесного хозяйства направлен на изучение взаимодействия движителей лесозаготовительных машин с лесными почвогрунтами при положительной температуре. Отчасти это объясняется актуальностью изучения экологического аспекта заготовки древесины, воздействия движителей на лесную почву. Известно сравнительно мало научных работ, касающихся движения лесозаготовительной техники по снегу [107]. Более подробный анализ известных сведений будет сделан в следующем разделе нашей работы, для этого рассмотрим подробнее физико-механические свойства заснеженных поверхностей с точки зрения проходимости техники и подходы к описанию взаимодействия машин со снегом.
1.2. Физико-механические свойства снега
Снег, как опорная поверхность движения колесных и гусеничных машин, отличается вариативностью физико-механических свойств. Известны различные подходы к изучению деформаций снега под воздействием внешней нагрузки. Первый, наиболее распространенный, использован в работах [7], [14] - [21], [40], [56], [61] - [71], [74], [80] - [86], [88] - [90], [94], [110], [114], [117]- [121], [124]. Деформация снега h под воздействием нормального давления pz определяется по формуле [19], [20], [40]:
h = --С1.1)
- p + k
i * z
, h 0 \ max у
где k - жесткость снега при начальной плотности, hmax - коэффициент, характеризующий деформацию снега при давлении, соответствующем максимальному уплотнению [19], [20], [40]:
n b + d
h = H--(1.2)
max 77 V /
b + d
где H - высота (толщина) среднего покрова, b - ширина штампа, вдавливаемого в снег, Пу - коэффициент уплотняемости снега, d - эмпирический коэффициент. Для коэффициента уплотняемости предложена формула [19], [20], [40]:
ny = — (1.3)
р0 + а
где a - эмпирический коэффициент (согласно [19], a = 0,3 г/см3), ро - плотность целинного снега.
Для эмпирического коэффициента d предложена формула [19], [20], [40]:
d = 0,0287(100Я )3 (1.4)
Удельное сопротивление снега сдвигу т определяют, базируясь на формулировке закона Кулона-Мора [19], [20], [40]:
т = С + рг tgj (1.5)
где С - удельное сцепление снега, ф - угол внутреннего трения снега.
В научной литературе приводятся различные значения коэффициентов и параметров свойств снега в уравнениях (1.1) - (1.5). Зависимость свойств снега от плотности согласно [69] представлена в таблице 1.1.
Таблица 1.1 - Свойства снега в зависимости от плотности
р, г/см3 k, кПа/м С, кПа
0,15 20 0,5 0,25
0,2 30 1 0,3
0,25 50 2,5 0,33
0,3 100 5 0,36
Согласно [16], свойства снега в различных состояниях описываются в соответствии с данными таблицы 1.2.
Таблица 1.2 - Свойства снега в зависимости от типа, вида и состояния
Тип Вид Разновидность Состояние р, г/см3 к, кПа/м С, кПа ^ф
ж о к со пушистый <0,1
игольчатый <0,1 0 0,1- 0,2
« в сО н к свежевы -павший порошковидный Сухой <0,15 0,2
о к а и и р мучнистый 0,10,5
снег-изморось 0,1-0,15 0,2
Тип Вид Разновидность Состояние р, г/см3 к, кПа/м С, кПа
уплотненный осевший Сухой 0,1-0,21 0,10,25 0,51,6 0,25
метелевый 0,23-0,3 <1,6 0,6-2 0,35
перекри-стал- мелкозернистый сухой 0,16-0,26 0,150,5 0,21,6 0,3
й о лизован-ный среднезер-нистый рыхлый 0,19-0,28 0,181,1 0,2-2 0,250,35
фрикционно-связн перекри-сталли- сухой рыхлый 0,2-0,32 0,21,5 1-4 0,270,35
зован- ный (зернистый) крупнозернистый смерзшийся 0,26-0,35 <5,2 1-4,3 0,3-0,4
й сухоплас-тинчатый сухой сыпучий 0,24-0,35 0,54,5 0,3-0,4
к к о к ц к и р фирно- трубчатый 6,6-
вый повторно фирнизо-ванный сухой сыпучий 0,35-0,4 7,5 8-9 0,6-0,7
Отметим, что данные о свойствах снега представлены в широком диапазоне. Наличие эмпирических коэффициентов в уравнении (1.1) вносит дополнительные сложности в процесс реализации математических моделей взаимодействия движителя с опорной поверхностью: эмпирические коэффициенты определяются типом движителя, снега и параметрами их взаимодействия. Отечественными учеными выполнены обширные исследования,
создано развитое научное описание и получены важнейшие практические результаты в области изучения процессов взаимодействия машин со снегом, главным образом - специальных колесных, гусеничных, роторных машин, использующихся в военном деле, при спасательных работах, при строительстве [7], [14] - [21], [40], [56], [61] - [71], [74], [80] - [86], [88] - [90], [94], [110], [114], [117]- [121], [124]. Сравнительно меньше изучено взаимодействие лесозаготовительных машин со снежной целиной в лесу, свидетельством чему является небольшое число публикаций по данной тематике [48], [59], [92], [97]. Особо отметим современную работу [97], в которой выполнены исследования вывозки древесины в зимних условиях, основу разработанной математической модели также составляют уравнения (1.1) - (1.5), дополненные обширными экспериментальными сведениями по поправочным коэффициентам для колесных сортиментовозов.
Движители лесных машин обладают своими специфическими конструктивными особенностями, диапазонами нагрузки, условиями взаимодействия с заснеженной поверхностью - скоростью движения и числом проходов. По этой причине не во всех случаях корректно использовать результаты, полученные в смежных областях, без должной адаптации к задачам лесоинженерного дела.
В качестве альтернативного подхода можно указать на использование положений теории движения автомобильного транспорта в условиях бездорожья [1] - [5], [28] - [30], [72], [73], основывающихся на использовании механических параметров опорной поверхности, не зависящих от типа движителя. В этом случае одним из основных механических параметров снега выступает его удельный вес у. Представления о границах варьирования удельного веса целинного снежного покрова в различных условиях дают сведения таблицы 1.3.
Таблица 1.3 - Удельный вес целинного снега в различных условиях при максимальной толщине по данным статистических наблюдений [72]
Снежный покров у, МН/м3
В лесной зоне 0,0019-0,0022
В лесостепной и степной зонах 0,0022-0,0031
Наименьший в снежном неустойчивом покрове 0,0013-0,0016
Наибольший в северных районах Казахстана 0,0024-0,0028
Соответствие качественного описания, удельного веса, а также предельно допустимых значений нормальной pz и касательной нагрузки рх на снег можно оценить по сведениям, представленным в таблице 1.4.
Таблица 1.4 - Соответствие качественного описания, удельного веса, а также предельно допустимых значений нормальной и касательной нагрузки на снег
[72], [91]
Вид снега у, МН/м3 pz, МПа рх, МПа
Очень рыхлый <0,00085 0,003-0,005 0,0005-0,001
Рыхлый 0,00085-0,001 0,005-0,012 0,001-0,0025
Средней плотности 0,0011-0,0025 0,012-0,04 0,0025-0,008
Плотный 0,0026-0,0035 0,04-0,08 0,008-0,016
Очень плотный 0,0036-0,005 0,08-0,15 0,016-0,03
С прослойкой льда 0,051-0,006 0,15-0,6 лед дробится
Лед 0,0065 0,6-2
Согласно [2], один из важнейших параметров при расчете показателей воздействия движителя на опорную поверхность - модуль деформации снега Е зависит как от удельного веса у, так и от действующей нормальной нагрузки pz (таблица 1.5).
Таблица 1.5 - Зависимость модуля деформации снега от удельного веса и действующей нормальной нагрузки [72], [91]
Вид снега у, МН/м3 Е, МПа
р2 < 0,02 МПа р2 < 0,04 МПа
Мелкозернистый рыхлый 0,002 0,043 0,082
Рыхлый, зернистый 0,0024 0,073 0,1138
Рыхлый, связный 0,0028 0,093 0,133
Плотный 0,0033 0,154 0,336
В работе [72] обобщены сведения [1], [2], [91] и установлены границы варьирования удельного сцепления С, угла внутреннего трения ф, коэффициентов трения резины и стали о снег фтр, предельной нормальной нагрузкиpz от удельного веса у и температуры Тразличных типов снега. Сведения для справки представлены в таблице 1.6.
Таблица 1.6 - Физико-механические свойства различных типов снега [72]
Тип снега У, МН/м3 Т, ос С, МПа ф, 0 фтр (резина) фтр (сталь) pz, МПа
1 0,001- -1. ..-3 0,00070,0018 16,717,7 0,14 0,18 0,003-
0,002 -3.. .-22 0,00020,0008 20,322,8 0,1 0,1 0,005
<-22 0,00040,0012 21,824,2 0,18 0,14
-1...-3 0,0020,004 19,320,8 0,09 0,09
2 0,0020,003 -3...-22 0,00150,003 20,321,8 0,06 0,07 0,010,035
<-22 0,0020,005 21,825,6 0,05 0,08
-1...-3 0,00030,006 20,321,8 0,075 0,09
3,а) 0,0030,0036 -3...-22 0,0040,007 24,226,6 0,065 0,07 0,020,04
<-22 0,0050,01 25,627,5 0,085 0,08
-1...-3 0,0060,011 21,824,2 0,065 0,075
3,б) 0,00360,0044 -3...-22 0,010,016 22,825,6 0,055 0,05 0,040,07
<-22 0,0120,018 24,726,6 0,075 0,06
-1.-3 0,0040,007 22,824,2 0,08 0,09
4,а) 0,00280,0035 -3.-22 0,0030,006 26,629,7 0,07 0,07 0,0150,04
<-22 0,0050,009 28,8-33 0,09 0,08
-1...-3 0,0050,01 21,824,7 0,05 0,052
4,б) 0,00380,0048 -3...-22 0,0040,007 24,227,9 0,04 0,035 0,0420,075
<-22 0,0070,01 29,2-31 0,06 0,045
-1.-3 0,0080,017 25,627,5 0,04 0,04
5,а) 0,00420,0052 -3.-22 0,0140,022 25,627,9 0,03 0,02 0,060,08
<-22 0,0180,03 27,527,9 0,05 0,03
-1.-3 0,0170,018 24,226,6 0,02 0,03
5,б) 0,00520,0065 -3.-22 0,0220,024 24,726,6 0,015 0,015 0,090,12
<-22 0,0280,03 26,6-28 0,028 0,02
Соответствие номеров в таблице 1.6 типам снега: 1 - свежевыпавший снег, слабо уплотненный ветром; 2 - свежевыпавший снег, сильно уплотненный ветром; 3,а) - сухой старый снег из мелкозернистого фирна; 3,б) - влажный старый снег из мелкозернистого фирна; 4,а) - сухой старый плотный снег из малосвязного крупнозернистого фирна; 4,б) - влажный старый плотный снег из малосвязного крупнозернистого фирна; 5,а) сухой старый снег, плотный, слежавшийся под давлением верхних слоев; 5,б) влажный старый снег, плотный, слежавшийся под давлением верхних слоев.
Далее сведения [91] дополнены данными [1], [2] и получены следующие уравнения, позволяющие определить физико-механические свойства снега ф [0], С [МПа], Е [МПа], фтр в зависимости от его удельного веса у и температуры Т [72]:
( = аг (1000г)Ь/ (1.6)
С = ас + (50г)Ьс; С = ас + (100^)Ьс (1.7)
Е = аЕ (1000^Е (1.8)
р = а (1000 г У"" (1.9)
г тр тр V / / V /
Коэффициенты к уравнениям (1.6) - (1.9) представлены в таблице 1.7. Таблица 1.7 - Коэффициенты к уравнениям для расчета физико-механических
свойств снега по удельному весу [72]
по С.Г. Осколкову [91] по Я.С. Агейкину [1], [2]
Температура, оС Температура, оС
-1...-3 -4.-22 <-22 -1.-3 -4.-22 <-22
ф а/ 15,888 19,649 21,075 11,752 16,195 18,564
Ь/ 0,273 0,1785 0,1854 0,4457 0,253 0,2318
С ас 0,0005 -0,00006 -0,00013 0,00274 0,00213 -0,0131
Ьс 3,0853 2,9299 2,6822 3,5184 3,0850 2,0879
Е аЕ 0,00755 при давлении до 0,02 МПа; 0,0047 при давлении до 0,04 МПа 0,0693 0,1051 0,1029
Ье 2,508 при давлении до 0,02 МПа; 3,491 при давлении до 0,04 МПа 2,6144 2,5129 2,7004
фтр атр 0,1864 0,104 0,1518 0,2871 0,2145 0,2233
Ьтр -0,839 -0,7925 -0,8502 -1,1514 -1,3356 -1,1514
Как видно из представленных данных, основные параметры, необходимые для реализации математической модели вдавливания штампа-движителя в
24
деформируемый снежный массив, определяются удельным весом снега и не зависят от параметров движителя. Количественный анализ показывает, что снег по своим физико-механическим свойствам сопоставим со слабонесущими лесными почвогрунтами. Главнейшим отличием является то, что снег под воздействием движителя, в отличие от слабонесущих почвогрунтов, уплотняется, что вызывает кратное повышение его механических свойств. Это обстоятельство необходимо учитывать в нашем исследовании, в связи с чем рассмотрим подробнее модели взаимодействия движителя со слабым почвогрунтом с целью выявить направления их совершенствования и зависимости, нуждающиеся в уточнении.
1.3. Теория движения автотранспорта в условиях бездорожья и моделирование взаимодействия движителей машин со слабонесущими
опорными поверхностями
При разработке математических моделей взаимодействия движителя с опорной поверхностью движитель считают штампом, а опорную поверхность -деформируемым полупространством. Рассматривается вдавливание штампа в полупространство под воздействием внешнего усилия, моделирующего вес машины.
Классическая расчетная схема представлена на рисунке 1.5.
Рисунок 1.5 - Расчетная схема вдавливания штампа в полупространство под
воздействием внешнего усилия [78]
Вводится понятие модуля деформации Е, как коэффициента, связывающего относительную деформацию слоя полупространства е с нормальным сжимающим напряжением о [1] - [5], [28] - [30], [72], [73]:
s = Ee (1.10)
Толщина элементарного слоя полупространства в сжатом состоянии определяется по формуле [1] - [5], [28] - [30], [72], [73]:
dhl = edz0 (111)
где dhl - абсолютное значение сжатия элементарного слоя, dzo - начальная толщина элементарного слоя, причем [1] - [5], [28] - [30], [72], [73]:
Похожие диссертационные работы по специальности «Технология и машины лесозаготовок и лесного хозяйства», 05.21.01 шифр ВАК
Методы прогнозирования и повышения проходимости колесных лесных машин2017 год, кандидат наук Хахина, Анна Михайловна
Взаимодействие со снежным покровом эластичных движителей специальных транспортных машин1999 год, доктор технических наук Беляков, Владимир Викторович
Повышение работоспособности трасс трелевки путем снижения интенсивности колееобразования2014 год, кандидат наук Лисов, Владимир Юрьевич
Повышение эффективности трелевки обоснованием показателей работы лесных машин при оперативном контроле свойств почвогрунта2015 год, кандидат наук Хитров, Егор Германович
Исследование воздействия движителей харвестеров на лесные почвогрунты с учетом возникающих динамических нагрузок2023 год, кандидат наук Егорин Александр Анатольевич
Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Тарадин Григорий Сергеевич, 2020 год
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
1. Агейкин Я.С. Проблемы аналитического определения взаимодействия с грунтом колес автомобиля. Известия Московского государственного индустриального университета. 2013. № 1 (29). С. 8-10.
2. Агейкин Я.С. Проходимость автомобилей. М.: Машиностроение, 1981. -232 с.
3. Агейкин Я.С. Проходимость автомобиля // Я.С. Агейкин, Н.С. Вольская, И.В. Чичекин - М.: МГИУ, 2010.
4. Агейкин Я.С., Вольская Н.С. Определение параметров системы "шина-грунт" при проведении расчетов на проходимость колесной машины. Машиностроение и инженерное образование. 2010. № 4 (25). С. 18-21.
5. Агейкин Я.С., Соловьев А.В. Пути повышения проходимости вездеходных автомобилей. Грузовик. 2005. № 8. С. 19-21.
6. Адлер Ю. П. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий / Ю. П. Адлер [и др.]. - М.: Наука, 1976. - 249с.
7. Аникин А.А. Разработка научных методов повышения проходимости по снегу особо легких гусеничных машин: Дис. докт. техн. наук. по спец. 05.05.03. Н. Новгород, 2010.
8. Анисимов Г.М. Магистральные направления научно-технического прогресса в лесозаготовительном производстве. Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2003. № 169. С. 129-140.
9. Анисимов Г.М., Большаков Б.М. Новые концепции теории лесосечных машин. СПб.: ЛТА, 1998. - 114 с.
10.Андронов А.В., Тарадин Г.С., Иванов В.А., Степанищева М.В., Жук А.Ю. Экспериментальное исследование колееобразования и уплотнения снега
под воздействием колесного форвардера. Системы. Методы. Технологии. 2020. № 2 (46). С. 106-111.
11.Бабков В. Ф., Безрук М. В. Основы грунтоведения и механики грунтов. М.: Высшая школа, 1976. - 328 с.
12.Базаров С.М., Григорьев И.В., Киселев Д.С., Никифорова А.И., Иванов А.В. Влияние деформации движителей колесно-гусеничных машин на их проходимость по лесосеке. Системы. Методы. Технологии. 2012. № 4 (16). С. 36-40.
13.Базаров С.М., Григорьев И.В., Киселев Д.С., Никифорова А.И., Хахина А.М. Математическая модель образования колеи в почвогрунтах колесными машинами с упругими шинами. Научное обозрение. 2012. № 5. С. 332-341.
14.Барахтанов Л. В. Обоснование зависимости нагрузка-осадка при вертикальной деформации снега / Л. В. Барахтанов ; Горьковский полит. ин-т. - Деп. в ЦНИИТЭстроймаш, № 53-сд90 (1), 1990. - С.16.
15.Барахтанов Л.В., Беляков В.В., Кравец В.Н. Проходимость автомобиля. Н. Новгород: НГТУ, 1996. - 200 с.
16.Барахтанов Л.В., Блохин А.Н., Денисенко Е.Г., Манянин С.Е. Анализ физико-механических свойств снега для оценки проходимости машин // Журнал ААИ, №4 (75), 2012, Стр. 16-19.
17.Барахтанов Л.В., Ершов В.И., Куляшов А.П., Рукавишников С.В. Снегоходные машины. - Горький: Волго-Вятское книжное изд-во, 1986. 192 с.
18.Барахтанов Л.В., Манянин С.Е.: Расчет сопротивления движению машин по снегу // Журнал ААИ, №1 (72), 2012, Стр. 24-27.
19.Барахтанов, Л.В. Повышение проходимости гусеничных машин по снегу: дис. ... д-ра техн. наук / Л.В. Барахтанов. — Горький, 1988. — 342 с.
20.Беляков В.В. Взаимодействие со снежным покровом эластичных движителей специальных транспортных средств. Дис. ... д-ра техн.наук.
05.05.03. - Н. Новгород, 1999. - 485 с.
21.Беляков В.В. Методика расчета и анализ путей повышения проходимости многоосных колесных машин по снегу: дис. ... канд. техн. наук / В.В. Беляков. — М., 1992. — 189 с.
22.Бленд Д. Теория линейной вязко-упругости. М.: Мир. 1965. 200 с.
23.Божбов В.Е. Повышение эффективности процесса трелевки путем обоснования рейсовой нагрузки форвардеров. Автореферат дисс. канд. техн. наук. Архангельск: САФУ, 2015. 20 с.
24.Божбов, В.Е. Повышение эффективности процесса трелевки путем обоснования рейсовой нагрузки форвардеров [Текст] / Божбов В.Е., Ильюшенко Д.А., Хитров Е.Г. // Научное издание / Санкт-Петербург, 2015.
25.Вайсберг И. С. О реологической модели уплотняемого снега / И. С. Вайс-берг, В. Н. Вильдерман; ВНИИстройдормаш. - Деп. в ЦНИИТЭстрой-маш, 1982. - 13с.
26.Вайсберг И.С. Выбор параметров и создание виброуплотнителей для строительства снеголедяных дорожных покрытий: дис. ... кан. техн. наук:
05.05.04. - Красноярск.
27.Войтковский, К.Ф. Механические свойства снега Текст. / К.Ф. Войтковский. М., 1977. - 158 с.
28.Вольская Н.С., Агейкин, Я.С., Чичекин И.В., Ширяев К.Н. Методика определения глубины колеи под колёсами многоосной машины с учётом физико-механического состояния грунта. Журнал автомобильных инженеров. 2013. № 2 (79). С. 22-25.
29.Вольская Н.С., Жилейкин М.М., Захаров А.Ю. Математическая модель прямолинейного качения эластичного колеса по неровному
деформируемому опорному основанию. Известия высших учебных заведений. Машиностроение. 2017. № 10 (691). С. 25-33.
30.Вольская Н.С., Ширяев К.Н. Влияние цикличности нагружения грунта на его физико-механические свойства в расчетах на проходимость колесных машин. Машиностроение и инженерное образование. 2010. № 4 (25). С. 28.
31.Вуколов Э. А. Основы статистического анализа. Практ. по стат. мет. и исслед. операций с исп. пакетов STATISTICA и EXCEL: Уч.пос - М.: Инфра-М, 2013. - 464 с.
32.Вялов С.С. Реологические основы механики фунтов. М.: Высшая школа. 1978.447 с.
33.Грей Д.М., Мэйл Д.Х. Снег: Справочник / Под ред. Д.М. Грея, Д.Х. Мэйла; пер. с англ. под ред. В.М. Котлякова. - Л.: Гидрометеоиздат, 1986. - 751 с.
34.Григорьев И.В., Макуев В.А., Былев А.Б., Хахина А.М., Григорьева О.И., Калинин С.Ю. Оценка уплотнения почвогрунта при ударных воздействиях на расстоянии от места удара. Вестник Московского государственного университета леса - Лесной вестник. 2014. Т. 18. № S2. С. 30-35.
35.Григорьев И.В., Макуев В.А., Никифорова А.И., Хитров Е.Г., Устинов В.В., Калинин С.Ю. Исследование коэффициента сопротивления передвижению колесных лесных машин. Вестник Московского государственного университета леса - Лесной вестник. 2014. Т. 18. № S2. С. 36-41.
36.Григорьев И.В., Никифорова А.И., Пелымский А.А., Хитров Е.Г., Хахина А.М. Экспериментальное определение времени релаксации напряжений лесного грунта. Ученые записки Петрозаводского государственного университета. 2013. № 8 (137). С. 77-80.
37.Григорьев И.В., Шапиро В.Я., Рудов М.Е., Никифорова А.И. Математическая модель уплотнения почвы комлями пачки хлыстов при их
трелевке. Ученые записки Петрозаводского государственного университета. 2012. № 6 (127). С. 65-69.
38.Гуров С.В.. Планирование и статистическая обработка резуль-татов экспериментов: Методические указания. СПб: ЛТА, 1994. 31 с.
39.Дмитриева М.Н., Лухминский В.А., Казаков Д.П., Кутузов Д.А. Расчёт осадки штампа при вдавливании в слабонесущий грунт. В сборнике: Леса России: политика, промышленность, наука, образование Материалы Второй международной научно-технической конференции. 2017. С. 38-40.
40.Донато И.О. Теоретическое и экспериментальное обоснование повышения проходимости колесных машин по снегу: дис. ... д-ра техн. наук / И.О. Донато. — Нижний Новгород, 2007. — 306 с.: ил.
41.Егоров А. Л. Динамические методы измерения механических характеристик снега / А. Л. Егоров, А. Ф. Шакмаков, В. Ф. Прусаков // Проблемы эксплуатации систем транспорта, 2005. - С.74-76.
42.Егоров А. Л. Оборудование для измерения физико-механических свойств снега [Текст] / А. Л. Егоров, Ш. М. Мерданов, Г. Г. Закирзаков // Нефть и газ западной Сибири: материалы международной научн.-техн. конф., посвещенной 40-летию Тюменского государственного нефтегазового университета.- Тюмень: ТюмГНГУ, 2003. - Т. 2. - С.35-37.
43.Егоров А. Л. Обоснование рабочих параметров снегоуборочной машины с уплотняющим рабочим органом / Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук / Тюмень: Тюменский государственный нефтегазовый университет, 2004. - 32с.
44.Егоров А. Л. Обоснование рабочих параметров снегоуборочной машиныс уплотняющим рабочим органом / А. Л. Егоров, В. В. Федотов,Е. А. Федотова // Современные проблемы науки и образования. - 2013. -№ 1. -С.103.
45.Егоров А. Л. Теория и практика использования снегоуплотняющих машин [Текст] : монография / А. Л. Егоров, А. В. Шаруха. - Тюмень: ТИУ, 2017. -113 с.
46.Егоров А. Л. Экспериментальные исследования уплотнения снега / А. Л. Егоров, М. Ш. Мерданов, Е. Н. Черняков, О. О. Чернякова // Современные проблемы науки и образования. - 2013. - № 6. - С.2.
47.Ермичев В.А., Лобанов В.Н., Кривченкова Г.Н., Артемов А.В. Прогнозирование осадки и плотности лесной почвы после прохода гусеничных машин. Известия высших учебных заведений. Лесной журнал. 2006. № 2. С. 48-51.
48.Зайчик М.И., Орлов С.Ф. Проектирование и расчёт специальных лесных машин. М.: Лесн. пром-сть, 1976. - 208 с.
49.Закирзаков Г. Г. Влияние вибрационного воздействия на способность уплотнения снежной массы [Текст] / Г. Г. Закирзаков, Ш. М. Мерданов, В. С. Прусаков, А. Ф. Шакмаков, А. В. Шаруха // Проблемы эксплуатации систем транспорта: материалы региональной НПК. - Тюмень: ТюмГНГУ, 2006. - С.181-186.
50.Золотаревская Д.И. Закономерности динамического деформирования почв при циклических нагрузках. Почвоведение. 2005. № 5. С. 565-574.
51.Золотаревская Д.И., Гончарова З.Г. Математическое моделирование и расчет уплотнения почвы при работе колесного трактора и после остановки. Тракторы и сельхозмашины. 2009. № 12. С. 22-27.
52.Золотаревская Д.И., Джафаринаими К., Лядин В.П. Изменение реологических свойств и уплотнение почвы при воздействии колесных движителей. Тракторы и сельскохозяйственные машины. 2007. № 5. С. 3337.
53.Иванов В.А., Коротков Р.К., Хахина А.М., Лухминский В.А., Дмитриева М.Н. Взаимосвязи сдвиговых напряжений и деформаций лесного почвогрунта. Системы. Методы. Технологии. 2016. № 4 (32). С. 142-147.
54.Иванов В.А., Хахина А.М., Устинов В.В., Коротков Р.К. Уточненные зависимости для расчета сдвиговой деформации лесного почвогрунта по величине буксования и параметрам пятна контакта. Системы. Методы. Технологии. 2015. № 4 (28). С. 116-122.
55.Калистратов А.В. Моделирование циклического уплотнения в задачах снижения негативного воздействия лесных машин на почвогрунт. Автореферат дисс. канд. техн. наук. Архангельск: САФУ, 2016. 20 с.
56.Карнаухов Н. Н. Механизация строительства дорог из уплотнённого снега [Текст] / Н. Н. Карнаухов, Ш. М. Мерданов. - Тюмень, 1989. - 78с.
57.Корн Г., Корн Т. Справочник по математике: Для научных работников и инженеров. М.: Наука, 1974. 564 С.
58.Корн Г., Корн Т. Справочник по математике для научных работников и инженеров. М.: Наука, 1978. 277 С.
59.Клубничкин В.Е., Котиков В.М., Клубничкин Е.Е. Общая методика исследования проходимости колёсных машин с тандемными тележками, оснащёнными гусеничными цепями. Естественные и технические науки. 2010. № 3 (47). С. 327-334.
60.Козлов А. Ю. Статистический анализ данных в MS Excel: - М.: ИНФРА-М, 2014. - 320 с.
61.Колотилин В.Е. Движители специальных строительных и дорожных машин / В.Е. Колотилин [и др.]. — Нижний Новгород: НГТУ, 1995. — 208 с.
62.Котельников В. В. Выбор скоростных режимов уплотнения снега дорожными машинами. [Текст] / В. В. Котельников / Дис. ... канд. тех. наук: 05.05.04. - Тюмень, 2000.
63.Кошарный Н. Ф. Технико-эксплуатационные свойства автомобилей высокой проходимости. - Киев.: Вища школа, 1981. - 208 с.
64.Кошарный Н. Ф., Цирульников В. А., Хабутдинов Р. А. Методика исследования опорно-тяговых качеств роторно-винтового движителя на моделях. / Автомобильный транспорт, 1972. Вып. 10. - С. 139-144.
65.Кошурина А. А. Методика расчета сопротивлений движению роторно-винтовых машин: дисс... канд. техн. наук: 05.05.04. - М., 1990. - 223 с.
66.Кравец В.Н. Теория автомобиля. Н. Новгород: НГТУ им. Р.Е. Алексеева, 2013. 413 с.
67.Крашенинников М. С. Математическая модель роторно-винтового движителя // Интернет-журнал «НАУКОВЕДЕНИЕ». - Т. 8, № 4 (2016) http://naukovedenie.ru/PDF/50TVN416.pdf (доступ свободный). Загл. с экрана. Яз. рус., англ.
68.Крашенинников М.С., Барахтанов Л.В., Кошурина А.А., Дорофеев Р.А. Влияние конструктивных параметров движителя на силу тяги роторно-винтовых машин // Интернет-журнал «НАУКОВЕДЕНИЕ» Том 9, №4 (2017)
69.Крашенинников М.С., Кошурина А.А., Дорофеев Р.А. Расчетно-теоретические исследования процесса взаимодействия роторно-винтового движителя со снегом. Актуальные вопросы машиноведения. 2016. ВЫПУСК 5. С. 7 - 11.
70.Крживицкий А. А. Исследование снегоходных автомашин и технические требования к ним: дисс. ... докт. техн. наук: 05.05.03. - М., 1949. - 297 с.
71.Крживицкий А. А. Снегоходные машины. - М.: Машгиз, 1949. - 236 с.
72.Ларин В.В. Методы прогнозирования и повышения опорной проходимости многоосных колесных машин на местности. Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук / Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана. Москва, 2007
73.Ларин В.В. Физика грунтов и опорная проходимость колесных транспортных средств. Часть 2. Опорная проходимость колесных транспортных средств. Москва, 2014.
74.Левшунов, Л.С. Исследование поворота ледорезных машин с роторно-винтовым движителем: дис. ... канд. техн. наук / Л.С. Левшунов. — Горький, 1978. — 196 с.
75.Лепилин Д.В. Оценка влияния поворотов трелевочного трактора на уплотнение почвогрунтов лесосеки. Автореферат дисс. канд. техн. наук. Петрозаводск: ПетрГУ, 2011. 22 с.
76.Лесные ресурсы. Официальный сайт федеральной службы статистики [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.gks.ru/bgd/regl/b12 14p/IssWWW.exe/Stg/d02/15-39.htm, дата обращения: 10.12.2018.
77.Лисов В.Ю. Повышение работоспособности трасс трелевки путем снижения интенсивности колееобразования. Дисс. канд. техн. наук. Место защиты: Архангельск, С(А)ФУ. 2014. 179 С.
78.Лухминский В.А. Совершенствование моделей и методов прогнозирования проходимости гусеничных лесных машин. Дисс. канд. техн. наук. Место защиты: Архангельск, С(А)ФУ. 2018. 179 С.
79.Мадьяров Т.М., Шитый В.П., Спиричев М.Ю., Шаруха А.В. Методы и средства определения влажности снежной массы для строительства временных зимних дорог // Новые технологии - нефтегазовому региону: материалы Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых, посвященной 50-летию ТИИ-ТюмГНГУ. -Тюмень, 2013. - С. 229-231.
80.Макаров В.С. Методика расчета и оценка проходимости колесных машин при криволинейном движении по снегу: Дисс. ... канд. техн. наук: 05.05.03. - Н. Новгород, 2009. - 161 с.
81.Макаров В.С. Многоуровневая модель снега как полотна пути для транспортно-технологических машин на примере территории Российской Федерации / В.С. Макаров, Д.В. Зезюлин, В.В. Беляков // Фундаментальные исследования. - 2013. - № 10 - с. 270-276.
82.Макаров В.С. Оценка эффективности движения колесных машин на основании статистических характеристик снежного покрова / В.С. Макаров, Д.В. Зезюлин, К.О. Гончаров, А.В. Федоренко, В.В. Беляков // Труды НГТУ им. Р.Е.Алексеева. - 2013. - № 1 - С. 155-160.
83.Макаров В.С. Статистический анализ характеристик снежного покрова / Современные проблемы науки и образования. - 2013. - № 1; URL: http://www.science-education.ru/107-8289.
84.Макаров В.С. Формирование снежного покрова в зависимости от ландшафта местности и оценка подвижности транспортно-технологических машин в течение зимнего периода / В.С. Макаров, Д.В. Зезюлин, А.М. Беляев, А.В. Папунин, В.В. Беляков // Труды НГТУ им. Р.Е. Алексеева. - 2013. - № 2 - С. 150-157.
85.Макаров В.С., Зезюлин Д.В., Беляков В.В. Снег как полотно пути для транспортных средств. Международный журнал прикладных и фундаментальных исследовани. №4, 2014. С. 21 - 24.
86.Малыгин В.А. Исследование процесса деформации снега под воздействием гусеничного движителя и обоснование выбора размеров опорной поверхности гусениц снегоходных машин: Дисс. ... канд. техн. наук: 05.05.03. Горький, 1971. - 155 с.
87.Маслов Н.Н. Основы инженерной геологии и механики грунтов. М., Высшая школа, 1982.
88.Мерданов Ш.М. Механизированные комплексы для строительства временных зимних дорог. - Тюмень, 2013. 131 С.
89.Мерданов Ш.М. Научные основы создания комплексов машин для строительства временных зимних дорог в районах Севера и Сибири: дис. ... д-ра техн. наук: 05.05.04. - Тюмень: ТюмГНГУ, 2010. - 327 с.
90.Михайлов О.А. Прогнозирование времени использования передаточных чисел трансмиссии с учетом случайного характера веса пачки / О.А. Михайлов, С.В. Спиридонов, Г.С. Тарадин, М.Я. Дурманов // Леса России: политика, промышленность, наука, образование. Материалы третьей международной научно-технической конференции. Под редакцией В.М. Гедьо. 2018. С. 195-197.
91.Михайлов О.А. Эффективность использования дизелей с высокой приспособляемостью на лесосечных машинах / О.А. Михайлов, Б.Г. Мартынов, М.Я. Дурманов, Г.С. Тарадин // Леса России: политика, промышленность, наука, образование. Материалы третьей международной научно-технической конференции. Под редакцией В.М. Гедьо. 2018. С. 197-199.
92.Поздеев Э.А. Исследование некоторых вопросов взаимодействия гусеничной трелевочной машины с лесной снежной целиной Текст.: авто-реф. дисс.канд. техн. наук / Э.А. Поздеев. Химки, 1972. - 32 с.
93.Рогов В.А., Поздняк Г.Г. Методика и практика технических экспериментов: учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений /В.А. Рогов, Г.Г. Поздняк. -М.: Издательский центр «Академия», 2005. - 288 с.
94.Ронгонен В. Э. Выбор параметров фрезерно-теплового оборудования машин для стр-ва снеголед. дорог [Текст] / В. Э. Ронгонен: диссертация. -Красноярск, 1987. - 177с.
95.Рудов М.Е. Оценка влияния трелюемой пачки лесоматериалов на уплотнение лесного почвогрунта. Автореферат дисс. канд. техн. наук. Петрозаводск: ПетрГУ, 2015. 20 с.
96.Рудов С.Е. Снижение отрицательного воздействия на почву трелевочных тракторов на выборочных рубках. Автореферат дисс. канд. техн. наук. Петрозаводск: ПетрГУ, 2010. 20 с.
97.Савсюк М.В. Повышение эффективности использования лесотранспортных машин при движении по снежному покрову в условиях лесосеки : на примере Свердловской области : диссертация ... кандидата технических наук : 05.21.01 / Савсюк Марина Викторовна; [Место защиты: Воронеж. гос. лесотехн. акад.].- Екатеринбург, 2008.- 149 с.: ил. РГБ ОД, 61 09-5/382
98.Скотников В.А. Пономарев А.В., Климанов А.В. Проходимость машин. М.: Наука и техника, - 1981. - 328 с.
99.Тарадин Г.С. Расчет коэффициента динамичности воздействия движителя лесной машины на снег. / Г.С. Тарадин, Е.В. Котенев // Сборник статей по материалам научно-технической конференции института технологических машин и транспорта леса по итогам научно-исследовательских работ 2018 года. отв. ред. В.А. Соколова. - 2019. С. 78-84.
100. Федотов В. В. Средства измерения физико-механических свойств снега / В. В. Федотов, Е. А. Федотова, А. Л. Егоров, В. А. Костырченко, Д. Л. Егоров // Проблемы функционирования систем транспорта: материалы Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых учёных. - 2012. - С.387-389.
101. Физико-механические свойства снежного покрова. Режим доступа: http://stroi-archive.ru/dorozhnye-mashiny/977-fLziko-mehanicheskie-svoystva-snezhnogo-pokrova.html, дата обращения: 07.04.2019.
102. Хархута Н. Я. Реологические свойства грунтов [Текст] / Н. Я. Хархута, Н. М. Иевлев. - М.: Автотрансиздат, 1961. - С.62.
103. Хахина А.М. Методы прогнозирования и повышения проходимости колесных лесных машин. Дисс. докт. техн. наук. Место защиты: Архангельск, С(А)ФУ. 2018. 318 С.
104. Хахина А.М. Оценка коэффициента динамичности нагрузки на лесной почвогрунт. Актуальные направления научных исследований XXI века: теория и практика. 2015. Т. 3. № 2-2 (13-2). С. 361-364.
105. Хитров Е.Г. Повышение эффективности трелевки обоснованием показателей работы лесных машин при оперативном контроле свойств почвогрунта. Автореферат дисс. канд. техн. наук. Архангельск: САФУ, 2015. 20 с.
106. Хитров Е.Г., Тарадин Г.С., Андронов А.В., Котенев Е.В., Пушков Ю.Л. Теоретическое исследование глубины колеи и уплотнения снега под воздействием движителя лесной машины. Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2019. № 227. С. 236-248.
107. Хитров Е.Г., Андронов А.В., Тарадин Г.С., Котенев Е.В. Расчет тягово-сцепных свойств движителя лесной машины при работе на заснеженной опорной поверхности. Resources and Technology. 2019. Т. 16. № 2. С. 36-58.
108. Хитров Е.Г., Котенев Е.В., Андронов А.В., Тарадин Г.С., Божбов В.Е. Теоретический расчет несущей способности связного грунта по конусному индексу и механическим свойствам. Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2019. № 226. С. 111-123.
109. Хитров, Е.Г. Повышение эффективности трелевки обоснованием показателей работы лесных машин при оперативном контроле свойств почвогрунта [Текст] / Хитров Е.Г., Григорьев И.В., Хахина А.М. // Научное издание / Санкт-Петербург, 2015.
110. Шакмаков А. Ф. Методика экспериментального определения параметров математической модели уплотнения снега / А. Ф. Шакмаков, А. Л. Егоров // Новые технологии — нефтегазовому региону: материалы Всерос-
сийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых / под общей ред. Е. А. Григорьян, 2010. - С.153-155.
111. Шапиро В.Я., Григорьев И.В., Жукова А.И. Оценка процессов деформирования почвы при циклическом уплотнении. Известия высших учебных заведений. Лесной журнал. 2008. № 4. С. 44.
112. Шапиро В.Я., Григорьев И.В., Лепилин Д.В., Жукова А.И. Моделирование уплотнения почвогрунта в боковых полосах трелевочного волока с учетом изменчивости трассы движения. Ученые записки Петрозаводского государственного университета. Серия: естественные и технические науки. 2010. № 6. С. 61-64.
113. Шапиро В.Я., Григорьев И.В., Рудов С.Е., Жукова А.И. Модель процесса циклического уплотнения грунта в полосах, прилегающих к трелевочному волоку. Вестник Красноярского государственного аграрного университета. 2010. № 2. С. 8-14.
114. Шапкин В. А. Основы теории движения машин с роторно-винтовым движителем по заснеженной местности: дисс. докт. техн. наук: 05.05.03. - Н. Новгород, 2001. - 390 с.
115. Шаруха А. В. Влияние вибрации на свойства снега Печатный 2007Геотехнические и эксплуатационные проблемы нефтегазовой отрасли[Текст] / Г. Г. Закирзаков, Ш. М. Мерданов, А. В. Шаруха: матер.Междунар. Науч.-технич.. конф. - Тюмень: ТюмГНГУ, 2007. -С.370-374.
116. Шаруха А.В. Обоснование параметров вибрационного рабочего органа снегобрикетирующей машины: дис. канд. техн. наук: 05.05.04. - Тюмень: ТюмГНГУ, 2009. - 176 с.
117. Ширяева Е.Ю., Вольская Н.С., Жариков В.В. Постановка задач при моделировании взаимодействия индивидуального транспортного средства со снежным покровом. Материалы 77-й международной научно-
технической конференции ааи «Автомобиле- и тракторостроение в России: приоритеты развития и подготовка кадров». С. 132-136.
118. Шитый В.П. Методика расчета рабочих параметров снегоуплотняющей машины с изменяемой скоростью приложения внешней нагрузки. Фундаментальные исследования. № 2, 2015. С. 3743 - 3747.
119. Шитый В.П., Шаруха А.В., Мерданов Ш.М., Сысоев Ю.Г. Обоснование целесообразности создания машин совмещающих технологические операции при строительстве снеголедовых дорог // Современные проблемы науки и образования 2014, №5 - С.77 - 82.
120. Шитый В.П., Шаруха А.В., Спиричев М.Ю., Сибагатуллин Т.А. Методика определения влажности снега используемого при строительстве временных зимних дорог из снега // Современные проблемы науки и образования. 2014, №6 - С.121 - 125.
121. Шитый В.П., Шаруха А.В., Спиричев М.Ю., Шитый П.П. Влияние термических свойств снега на технологию строительства временных зимних дорог из снега // Современные проблемы науки и образования. -2014. - № 6; URL: www.science-education.ru/120-17009 (дата обращения: 16.03.2015).
122. Эглит М.Э., Якубенко А.Е., Дроздова Ю.А. Реологические свойства движущегося снега и их влияние на динамику лавинного потока. Сборник: Сборник трудов III Международного симпозиума "Физика, химия и механика снега". Часть II. C 37-41.
123. Язов В.Н. Воздействие лесных машин на многослойный массив почвогрунта. Автореферат дисс. канд. техн. наук. Санкт-Петербург: СПбГЛТУ, 2013. 20 с.
124. Barakhtanov L.V., Blokhin A.N., Denisenko E.G., Fadeev E.A., Evaluation of vehicle performance on snow. Proceedings of the 13th European Conferende of ISTVS. 2015 pp. 335-349.
125. Bekker M.G., Introduction to Terrain-Vehicle Systems. The University of Michigan Press: Ann Arbor, 1969.
126. Chiroux R.C. et al. Three-dimensional finite element analysis of soil interaction with a rigid wheel / Appl. Math. Comput. №162, 2005. pp. 707-722.
127. Fervers C.W. Improved FEM simulation model for tire-soil interaction. J. Terramechanics, №41, 2004. pp. 87-100.
128. Grigorev, I. Softwood harvesting and processing problem in Russian Federation / Grigorev I., Nikiforova A., Khitrov E., Ivanov V., Gasparian G. // International Multidisciplinary Scientific GeoConference Surveying Geology and Mining Ecology Management, SGEM 14. 2014. pp. 443-446.
129. Ivanov, V. Theoretical model for evaluation of tractive performance of forestry machine's wheel / Ivanov V., Stepanishcheva M., Khitrov E., Iliushenko D. // International Multidisciplinary Scientific GeoConference Surveying Geology and Mining Ecology Management, SGEM 18. 2018. pp. 997-1004.
130. Khitrov E.G. Mathematical model of interaction between forest machine's rover and strengthening soil / E.G. Khitrov, A.V. Andronov //IOP Conf. Series: Journal of Physics: Conf. Series 1108 (2018).
131. Khitrov, E.G. Interrelations of various soil types mechanical properties / E.G. Khitrov, A.V. Andronov, B.G. Martynov, S.V. Spiridonov // IOP Conf. Series: Journal of Physics: Conf. Series 1108 (2018).
132. Kochnev, A. Theoretical models for rut depth evaluation after a forestry machine's wheel passover / Kochnev A., Khitrov E. // International Multidisciplinary Scientific GeoConference Surveying Geology and Mining Ecology Management, SGEM 18. 2018. pp. 1005-1012.
133. Laughery S., Gerhart G., Muench P. Evaluating Vehicle Mobility Using Bekker's Equations. SPIE Proceedings, 2012.
134. Mellor, M. Ehgineering properties of snow / M. Mellor / J. Glasiol, Vol. 19, No. 81, 1997. P.15-16.
135. Saarilahti M. «Development of a protocol for ecoefficient wood harvesting on sensitive sites (Ecowood). Evaluation of the WES-method in assessing the trafficability of terrain and the mobility of forest tractors, Interpretation and application of the results». University of Helsinki, Depart-ment of Forest Resource Management, 2002. 15 p.
136. Saarilahti M. «Development of a protocol for ecoefficient wood harvesting on sensitive sites (Ecowood). Evaluation of the WES-method in assessing the trafficability of terrain and the mobility of forest tractors». University of Helsinki, Department of Forest Resource Management, 2002. 28 p.
137. Saarilahti M. «Development of a protocol for ecoefficient wood harvesting on sensitive sites (Ecowood). Soil interaction model». University of Helsinki, Department of Forest Resource Management, 2002. 39 p.
138. Saarilahti M. Development of a protocol for ecoefficient wood harvesting on sensitive sites (Ecowood). Dynamic terrain classification». University of Helsinki, Department of Forest Resource Management, 2002. 22 p.
139. To J. and B.D. Kay. Variation in penetrometer resistance with soil properties: the contribution of effective stress and implications for pedotransfer functions Geoderma, №126, 2005. pp. 261-276
140. Wong J.Y. Terramechanics and Off-Road Vehicle Engineering: Terrain Behaviour Off-Road Vehicle Performance and Design, Elsevier second ed, 2010.
141. Wong J.Y. Theory of Ground Vehicles. John Wiley and Sons, New Jersey, fourth edition, 2008.
Приложение I. Результаты экспериментальных исследований
Таблица П1 - Результаты экспериментального исследования воздействия форвардера на рыхлый снег
Условия Отметка, м ро, кг/м3 Н, см р, кг/м3 hf, см
1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3
Форвардер 0 106 90 91 53 45 45 115 115 138 26 26 37
25 102 89 124 51 44 62 129 145 128 27 34 27
50 90 92 95 45 46 47 115 121 113 28 31 27
75 102 110 103 51 55 52 135 124 130 30 25 28
100 93 103 100 47 52 50 133 118 118 33 26 26
Форвардер с моногусеницами 0 112 127 129 56 64 64 145 141 139 17 16 15
25 94 99 124 47 49 62 129 125 122 19 18 17
50 117 111 88 59 56 44 128 121 130 19 17 20
75 93 104 104 47 52 52 120 123 133 18 19 22
100 93 117 100 46 58 50 120 128 120 17 20 17
Форвардер, загрузка 100% 0 104 99 127 52 50 64 145 150 158 41 44 49
25 88 95 88 44 47 44 119 129 128 38 45 44
50 96 90 96 48 45 48 147 127 133 53 40 43
75 101 117 103 50 58 52 140 164 141 39 54 40
100 104 92 90 52 46 45 138 134 134 46 43 43
0 104 99 107 52 50 54 132 143 142 28 32 32
Условия Форвардер с моногусеницами, загрузка 100 % Отметка, м ро, кг/м3 Н, см р, кг/м3 hf, см
1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3
25 103 106 102 51 53 51 134 142 132 28 31 27
50 96 93 104 48 46 52 128 128 130 28 28 29
75 91 88 126 46 44 63 139 146 132 31 34 28
100 94 90 95 47 45 47 126 140 140 29 36 36
Форвардер, загрузка 50% 0 100 89 118 50 44 59 159 137 137 50 38 38
25 113 96 91 57 48 45 136 125 127 39 33 34
50 104 103 89 52 52 44 145 130 130 45 36 36
75 102 104 88 51 52 44 127 124 134 35 33 39
100 89 103 95 45 52 48 122 122 130 34 34 38
Форвардер с моногусеницами, загрузка 50 % 0 88 115 102 44 58 51 131 141 126 25 29 23
25 99 103 114 50 52 57 133 129 128 24 23 23
50 102 101 93 51 51 47 135 123 130 28 23 27
75 90 104 93 45 52 46 121 122 120 24 24 23
100 94 104 127 47 52 64 139 140 155 25 26 31
Таблица П2 - Результаты экспериментального исследования воздействия форвардера на снег средней плотности
Условия Отметка, м р0, кг/м3 Н, см р, кг/м3 hf, см
1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3
Форвардер 0 152 155 156 35 36 36 161 193 179 7 10 8
25 143 139 140 33 33 33 160 178 161 9 11 9
50 190 172 155 44 40 36 177 200 185 6 8 7
75 137 180 139 32 42 32 172 172 175 8 8 8
100 133 133 132 31 31 31 144 143 142 8 8 8
Форвардер с моногусеницами 0 133 135 173 31 32 40 169 174 171 6 7 7
25 175 154 187 41 36 44 178 178 189 5 5 5
50 145 174 134 34 41 31 170 163 171 6 6 6
75 156 144 132 36 34 31 154 164 159 6 6 6
100 133 152 147 31 35 34 179 156 154 7 6 5
Форвардер, загрузка 100% 0 140 156 181 33 36 42 189 174 180 17 14 15
25 157 132 134 37 31 31 159 160 172 16 16 19
50 151 134 161 35 31 38 166 194 168 15 21 15
75 179 139 154 42 32 36 176 187 187 15 17 17
100 141 153 155 33 36 36 180 179 177 18 17 17
0 140 135 153 33 32 36 175 160 160 12 10 10
Условия Форвардер с моногусеницами, загрузка 100 % Отметка, м р0, кг/м3 Н, см р, кг/м3 hf, см
1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3
25 140 137 192 33 32 45 201 185 185 13 11 11
50 155 165 159 36 38 37 176 177 178 9 10 10
75 135 132 155 31 31 36 157 169 173 10 12 12
100 149 148 155 35 35 36 180 180 171 11 11 10
Форвардер, загрузка 50% 0 149 136 155 35 32 36 167 172 172 12 13 13
25 163 154 184 38 36 43 178 178 185 10 10 11
50 155 139 141 36 32 33 194 162 159 17 12 12
75 132 137 135 31 32 31 170 155 149 16 13 12
100 170 175 160 40 41 37 198 201 190 12 12 11
Форвардер с моногусеницами, загрузка 50 % 0 148 183 132 34 43 31 178 183 166 8 9 7
25 154 175 159 36 41 37 186 178 173 8 7 7
50 180 137 137 42 32 32 181 176 199 9 9 11
75 135 153 134 32 36 31 165 173 164 9 10 9
100 132 142 132 31 33 31 149 153 160 8 9 9
Обратите внимание, представленные выше научные тексты размещены для ознакомления и получены посредством распознавания оригинальных текстов диссертаций (OCR). В связи с чем, в них могут содержаться ошибки, связанные с несовершенством алгоритмов распознавания. В PDF файлах диссертаций и авторефератов, которые мы доставляем, подобных ошибок нет.