Повышение транспортно-эксплуатационных качеств лесовозного автопоезда при движении на кривых тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.21.01, доктор технических наук Соколов, Геннадий Максимович

• Соколов, Геннадий Максимович
• доктор технических наук
• 1998

Оглавление диссертации доктор технических наук Соколов, Геннадий Максимович

СОДЕРЖАНИЕ

Принятые основные обозначения

ВВЕДЕНИЕ

1. ОБОБЩЕНИЕ МЕТОДОВ ОЦЕНКИ ТРАНСПОРТНО-ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ КАЧЕСТВ ЛЕСОВОЗНОГО АВТОПОЕЗДА

1.1. Особенности движения лесовозного автопоезда на кривых

1.2. Состояние вопроса

1.3. Цель и задачи исследования

2. ОСНОВЫ ТЕОРИИ ДВИЖЕНИЯ ЛЕСОВОЗНОГО АВТОПОЕЗДА НА КРИВЫХ

2.1. Общие сведения

2.2. Геометрические характеристики и способы задания плоского движения твердого тела

2.3. Геометрические признаки точек подвижной плоскости

2.4. Габаритная полоса движения тела заданного контура

2.5. Плоское движение взаимосвязанной системы тел

2.6. Выводы

3. ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ДВИЖЕНИЯ ЛЕСОВОЗНОГО АВТОПОЕЗДА С УПРАВЛЯЕМЫМ РОСПУСКОМ НА КРИВЫХ

3.1. Режимные коэффициенты поворота

3.2. Особенности крестообразной сцепки как управляющего органа

3.3. Соотношения между геометрическими параметрами движения основных элементов лесовозного автопоезда на кривых

3. 4. Расчет параметров тросо-блочной сцепки конструкции ГКБ

3.5. Замечание по учету влияния бокового увода и бокового скольжения на геометрические параметры движения. Примеры расчета

3.6. Выводы

4. ОЦЕНКА КИНЕМАТИКИ И ДИНАМИКИ ДВИЖЕНИЯ ЛЕСОВОЗНОГО АВТОПОЕЗДА НА КРИВЫХ

4.1. Кинематика

4.1.1. Линейные и угловые скорости

4.1.2. Линейные и угловые ускорения

4.1.3. Выводы

4.2. Динамика

4.2.1. Краткая характеристика внешних сил, действующих на ле-

совозный автопоезд на кривых

4. 2. 2. Баланс кинетической энергии лесовозного автопоезда на

кривой

'4.2.3. Уравнения динамического равновесия основных элементов

лесовозного автопоезда

4. 2.4. Выводы

5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ДВИЖЕНИЯ ЛЕСОВОЗНОГО АВТОПОЕЗДА НА КРИВЫХ

5.1. Цель и задачи экспериментальных исследований

5.2. Модельный эксперимент

5.2.1. Обоснование применения метода физического моделирования. Сведения из теории подобия и размерностей

5.2.2. Определение критериев подобия явлений и процессов криволинейного движения лесовозного автопоезда

5.2.3. Определение моментов инерции основных элементов

5.2. 4. Конструкция механической модели лесовозного автопоезда

и методика экспериментальных исследований

5.3. Натурный эксперимент. Задачи и методика натурных испытаний в производственных условиях

5. 4. Результаты экспериментальных исследований

5. 4.1. Методика обработки экспериментальных данных

5. 4. 2. Результаты модельных экспериментов

5. 4.3. Результаты натурных экспериментов

5.4. 4. Сравнительная оценка результатов модельных и натурных

испытаний

5.5. Выводы

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

ПРИЛОЖЕНИЯ

Приложение 1. Пример определения влияния отклонений размеров элементов крестообразной сцепки на ее функциональную структуру

Приложение 2. Программа для ЭВМ "Комплексное исследование нестационарного движения многозвенного лесовозного автопоезда на кривой /геометрия, кинематика, динамика/"..28 4 Приложение 3. Акт о внедрении научно-исследовательской работы "Исследование криволинейного движения лесовозно-

го автопоезда методом физического моделирования" во

Всесоюзном промышленном объединении "Пермлеспром"

Приложение 4. Акт о внедрении материалов диссертационной работы в Головном конструкторском бюро по прицепам

Министерства автомобильной промышленности СССР

Приложение 5. Акт о внедрении результатов научных исследований в учебный процесс МАРПИ

Приложение 6. Акт о внедрении материалов диссертации в СКБ-1 Марийского политехнического института им.Горького.. 335 Приложение 7. Акт о внедрении материалов диссертации

в учебный процесс МарГТУ

Приложение 8. Акт о внедрении материалов монографии в

СКБ-1 МарГТУ

Приложение 9. Акт о внедрении материалов монографии в "Марийскавтодор"

Принятые основные обозначения

La - база автомобиля-тягача, м; Ьд - длина дышла, м; LK - расстояние между кониками, м; Ln - длина пакета, м;

B-l , В2 - размеры тяговых балок тягача и роспуска, м; п - вынос сцепного крюка, м; LT - длина тяговых тросов, м; в1к-в2к " ширина колеи передних и задних колес автомобиля, м;

гд - динамический радиус колеса, м; ^са»hCp,hCn, 11д - высота расположения центров тяжести автомобиля, роспуска, пакета хлыстов и дышла над опорной плоскостью, м; hT - высота тяговых тросов над опорной плоскостью, м;

hap-hpn - высота расположения горизонтальных плоскостей контакта пакета хлыстов с кониками автомобиля и роспуска, м; х, у - координаты точек в неподвижной системе отсчета, м;

/а, и - координаты точек в подвижных системах отсчета, жестко связанных с отдельными элементами автопоезда, м; Rj - радиус кривизны траектории j-той точки, м; s2 - путь средней точки задней оси автомобиля

вдоль основной траектории, м; а3 - угол между направлением перемещения j-той точки и продольной осью соответствующего основного элемента автопоезда, рад, град; ф - угол между продольными осями автомобиля и

дышла, рад, град; ар - угол между направлением перемещения средней точки роспуска и продольной осью дышла, рад, град;

X - угол между продольными осями автомобиля и пакета хлыстов, рад, град; б,|3,б - конструктивные углы крестообразной сцепки;

- угол между продольной осью ]_-того основного элемента лесовозного автопоезда и положительным направлением оси X, рад, град;

Ч - центральный угол, характеризующий положение средней точки передней оси автомобиля, рад, град;

Ск - смещение траектории средней точки роспуска относительно траектории средней точки задней оси автомобиля, м;

кп;1- режимный коэффициент поворота в о~той точке, рад/м;

кх - режимный коэффициент поворота 1-того элемента, рад/м;

- скорость З-той точки, м/с;

¥т3,¥п-)- - касательное и нормальное ускорения ¿'-той точки, м/с2;

а)! - угловая скорость 1-того элемента, рад/с;

£]_ - угловое ускорение 1-того элемента, рад/с2;

Узпр - скорость относительного скольжения пакета хлыстов по заднему конику, м/с;

~ производная п-го порядка угла поворота 1-того элемента по перемещению вдоль его продольной оси, рад/м, рад/м2 и т.д.;

Ъ - время, с;

1% - масса 1-того элемента, кГ;

^ - момент инерции 1-того элемента относительно вертикальной центральной оси, кГм2;

й! - вес 1-того элемента, н;

Рк - движущая сила автомобиля (сила тяги), н;

РГ1- сила сопротивления качению колес 1-той оси,н;

11,Ч1Л1 - продольная, поперечная и вертикальная реакции, действующие на 1-тую ось, н;

Му1- момент, действующий на 1-тую ось и возникающий от неравенства продольных реакций внешнего и внутреннего колес при движении на кри-

вой, нм;

fiM <h"> Fiu <й" ~ продольная и поперечная силы инерции i-того

элемента, н; - инерционный момент i-того элемента, нм;

фсц - коэффициент сцепления колес с опорной поверхностью;

Мкр'Мка ~ коэффициент сцепления пакета хлыстов с кониками роспуска и автомобиля;

Тл, ТПр - усилия в левом и правом тросах сцепки, н;

Quu - продольное и поперечное усилия, действующие со стороны j-того элемента на i-тый, н;

М13 - момент, действующий со стороны j-того элемента на i-тый, нм;

Сд, Стр - коэффициенты жесткости дышла и тяговых тросов, н/м;

ск - константа подобия для к-того параметра; р - плотность, кГ/м3;

U^t'Vi - система координат, жестко связанная с i-тым плоско движущимся телом;

CEF - расхождение между траекториями точек Е и F;

Г^.Гг - габаритные линии плоского движения тела известного профиля;

Gi,G2 - габаритные точки линий и Г2 ;

Фпк _ Угол между осями координат, связанных с п-тым и k-тым телами.

Индексы:

а - автомобиль,

р - роспуск,

п - пакет хлыстов,

д - дышло,

м - модель,

н - натура,

д - продольная ось элемента автопоезда,

и - поперечная ось элемента автопоезда,

1,2 - средняя точка передней и задней осей автомобиля,

3 - средняя точка роспуска,

1 - 1 - тое тело в системе (номер основного элемента),

а - 3 - тая точка.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Повышение транспортно-эксплуатационных качеств лесовозного автопоезда при движении на кривых»

ВВЕДЕНИЕ

В условиях работы лесозаготовительных предприятий важнейшую роль играет транспорт леса, основное и решающее звено лесозаготовительного процесса, от ритмичности работы которого во многом зависит работа предприятия в целом.

В доперестроечный период на предприятиях лесозаготовительного производства страны работало порядка 1400 лесовозных автомобильных дорог протяженностью 100 ООО км и около 189 железных дорог колеи 750 мм протяженностью 13900 км. Ежегодно строилось более 12 тысяч км постоянных путей лесовозных дорог и свыше 40 тыс. км временных (сроком действия до 1 года). В частности, в 1984 году в лесозаготовительных предприятиях Министерства лесной промышленности СССР было построено »10000 км лесовозных автомобильных дорог.

Транспортировка древесины сопряжена со значительными затратами материальных средств. Затраты на строительство лесовозных дорог, приобретение тяговых средств и прицепного подвижного состава составляют 25-40%% от объема капиталовложений, предназначенных на строительство новых лесозаготовительных предприятий. Удельный вес транспортных средств составляет 45-50%% от всей себестоимости лесопродукции [103].

Следует отметить, что несмотря на достигнутые успехи в деле развития и совершенствования лесозаготовительного производства, эффективность работы предприятий продолжает оставаться до настоящего времени еще недостаточно высокой. Перед всеми отраслями народного хозяйства и, в частности, самым непосредственным образом, перед лесной промышленностью стоит задача повышения эффективности и рентабельности предприятий.

В условиях работы лесозаготовительных предприятий решение поставленной задачи тесно связано с повышением эффективности и рентабельности лесовозного транспорта.

В перспективе дальнейшего развития транспорта, особенно автомобильного, должно быть предусмотрено увеличение грузооборота за счет выпуска автомобилей большой грузоподъемности, автомобильных поездов, а также за счет увеличения объема строительства новых и реконструкции имеющихся автомобильных дорог.

Объем лесовывозки в Советском Союзе составлял около 450 млн. м3 в год. На долю лесовозного автомобильного транспорта приходилось более 85% общего объема механизированной вывозки древесины [1]. Поэтому меры по дальнейшему развитию автомобильного транспорта общего назначения в полной мере относятся к лесовозному автомобильному транспорту.

Перед исследователями, конструкторами и эксплуатационными работниками, занятыми в сфере лесовозного автомобильного транспорта, первоочередной задачей стоит разработка и осуществление мероприятий, способствующих повышению экономической эффективности его работы.

Существо этой задачи можно определить следующими тремя направлениями.

1. Разработка более прогрессивных конструкций тягового и подвижного состава.

2. Улучшение качества строительства и содержания лесовозных автомобильных дорог.

3. Совершенствование организации их работы.

При ее решении с разработкой новых, прогрессивных конструкций тягового и подвижного состава тесно переплетается задача выявления и использования резервных возможностей имеющегося автомобильного парка.

С этой точки зрения, одним из самых эффективных путей повышения производительности лесовозного автомобильного транспорта является широкое использование автомобильных поездов.

Рост мощностей автомобилей-тягачей, выпускаемых отечественной промышленностью, позволяет практически решать вопросы, связанные с созданием большегрузных автопоездов.

Действительно, из истории отечественного лесопромышленного производства известно, что в свое время с помощью трактора мощностью порядка 30-40 л.с. санным путем осуществлялась транспортировка до 700 м3 древесины одновременно. В настоящее время тягачи, обладающие мощностью, значительно превышающей это значение, в составе автопоездов перевозят 25-30 м3. Отсюда вытекает вполне очевидная необходимость более полного использования резерва мощности тягачей, применяемых для перевозок древесины в хлыстах.

Особое место в этом направлении занимает разработка мно-

гозвенных автопоездов, предназначенных для транспортировки двух и более пакетов древесины в хлыстах.

Однако до настоящего времени существенным недостатком лесовозных автомобильных поездов продолжает оставаться недостаточно высокий уровень их конструктивного совершенства. Это объясняется главным образом тем, что теоретические и экспериментальные исследования, а также основанные на них методы расчета в большинстве своем относятся к автомобильным поездам общего назначения. Специфический характер условий эксплуатации лесовозного автомобильного транспорта не нашел должного отражения в существующих расчетных методах, и поэтому отдельные параметры прицепного состава нередко назначаются недостаточно обоснованно, а комплектование лесотранспортных единиц исходит из наличия транспортных средств и технических возможностей отдельных предприятий.

Повышение производительности лесовозного автомобильного транспорта по своей сути сводится к повышению грузоподъемности автопоездов и увеличению скорости их движения. Создание скоростных лесовозных автопоездов, комплектация их схем, разработка и совершенствование отдельных узлов, а также рекомендации по режимам движения должны быть основаны на базе обстоятельных теоретических и экспериментальных исследований процессов и явлений, происходящих при движении подобных транспортных систем.

Несмотря на отдельные успехи, достигнутые в области этих исследований, их общий уровень до сих пор не отвечает требованиям конструкторов и эксплуатационных работников лесовозного автомобильного транспорта.

Среди всех направлений теоретических и экспериментальных работ особое место занимает исследование криволинейного движения лесовозного автопоезда. Необходимость глубокого и всестороннего изучения его особенностей, с одной стороны, определяется наличием часто встречающихся криволинейных участков лесовозных дорог (особенно в горных местностях, где кривые составляют 70% от их общей протяженности), то есть диктуется эксплуатационными условиями производства. С другой стороны, криволинейное движение лесовозного автопоезда, сопровождающееся "складыванием" последнего, является весьма сложным процессом, при котором проявляются его важные характерные особенности. Поэтому поведе-

ние автопоезда при этом движении является одним из основных критериев в оценке его, как транспортной системы, а данные об этом процессе должны быть положены в основу расчетных методов при проектировании.

Несмотря на очевидную необходимость исследования особенностей криволинейного движения лесовозных автомобильных поездов, список работ в этом направлении крайне ограничен. Общим недостатком проведенных до сих пор исследований является то, что в них, главным образом, изучались процессы и явления, происходящие при установившемся криволинейном движении лесовозного автопоезда. Такой вид движения в эксплуатационных условиях является далеко не типичным, а скорее исключительным, что в значительной мере снижает ценность результатов этих работ. В условиях лесозаготовительного производства в подавляющем большинстве случаев криволинейное движение лесовозных автопоездов состоит из переходных стадий, которые по физическому смыслу качественно отличаются от установившегося движения и которым сопутствуют явления, значительно более сложные.

Настоящая работа посвящена теоретическим и расчетно-экспе-риментальным исследованиям движения лесовозного автопоезда по криволинейным участкам пути. В ней учтены и использованы результаты имеющихся уже в этом направлении работ. Большинство же вопросов решалось на основе самостоятельных разработок автора [35-38, 68, 87-89, 108-139, 166].

Актуальность темы. Развитие транспорта, в особенности автомобильного, является одной из важнейших народнохозяйственных задач, стоящих перед работниками науки и производства. Ее комплексное решение, прежде всего, связано с дальнейшим увеличением производства автомобилей и автомобильных поездов большой грузоподъемности, повышением их технико-эксплуатационных показателей, а также с увеличением объема строительства новых и реконструкцией имеющихся автомобильных дорог. В лесной промышленности автомобильный транспорт занимает главное место в общем объеме механизированной вывозки древесины, и это обстоятельство определяет существенную значимость задачи для отрасли.

Движение лесовозных автопоездов по криволинейным участкам пути является одним из наиболее сложных и ответственных видов их движения в эксплуатационных условиях, при которых ощутимо

проявляются вопросы обеспечения управляемости, вписываемости, а также устойчивости и безопасности.

Следование по кривой, с одной стороны, представляет собой широко распространенный случай движения лесовозного автопоезда на практике. С другой стороны, криволинейное движение лесовозного автопоезда сопровождается целым рядом особенностей, сведения о которых позволяют существенным образом судить о преимуществах или недостатках его конструктивного решения и лежат в основе проектирования.

Поэтому всестороннее изучение вопросов движения по кривым и разработка комплексных критериев оценки качественных свойств конструкции является важной исследовательской задачей в деле проектирования и совершенствования лесовозных автомобильных поездов. Роль этих исследований значительно возрастает в связи с перспективой создания новых типов большегрузных автопоездов, предназначенных для многопакетной транспортировки древесины, для которых перечисленные выше вопросы в условиях движения по криволинейным участкам пути проявляются особенно остро.

Цель и задачи исследований. Целью работы является повышение транспортно-эксплуатационных качеств лесовозного автопоезда при движении на кривых за счет обобщения, разработки и развития методов комплексных исследований.

В соответствии с целью работы решались следующие задачи.

Обобщение выполненных ранее исследований, систематизация признаков дважды (геометрически и кинематически) нестационарных режимов движения лесовозного автопоезда на кривых, оценка имеющихся понятий и введение новых, необходимых для характеристик рассматриваемого явления, разработка системного подхода к его изучению.

Разработка геометрической теории плоского движения твердого тела, позволяющей геометрические задачи движения лесовозного автопоезда на кривой выделить в самостоятельную группу и существенно расширить круг решаемых вопросов.

Установление качественных особенностей нестационарного движения элементов лесовозного автопоезда на кривых, связанных с наличием кругов Лагира и Брессе.

Разработка основ расчета геометрических характеристик и параметров лесовозного автопоезда, имеющих первостепенное зна-

чение при его движении на кривых (траектории точек, характеристики взаимного положения основных элементов, габаритная полоса движения, уширение проезжей части и дорожного полотна, влияние бокового увода и бокового скольжения и т.д.).

Определение функциональной структуры сцепок различных конструкций и оценка влияния отклонений параметров их элементов от номинальных.

Разработка метода расчета кинематических параметров нестационарного движения основных элементов автопоезда.

Разработка расчетных схем и математической модели динамического равновесия элементов лесовозного автопоезда для общего случая нестационарного криволинейного движения.

Разработка программ для ЭВМ с целью реализации математических моделей и с их помощью установление количественно-качественных характеристик (определение геометрических, кинематических и динамических параметров).

Проектирование на основе теории размерностей и подобия и создание механической модели лесовозного автопоезда, разработка измерительных схем и аппаратуры, методики проведения эксперимента и его реализация в лабораторных условиях.

Разработка методики и проведение натурного эксперимента в производственных условиях. Сравнительная оценка результатов модельных и натурных экспериментов.

Научная новизна. Комплексное исследование нестационарного движения многозвенного лесовозного автопоезда на кривой.

Разработаны методы расчета геометрических, кинематических и динамических параметров. Реализован принципиально новый системный подход, основанный на созданной автором геометрической теории плоского движения твердого тела. Введены понятия геометрической и кинематической нестационарностей, уточнены известные понятия режимных коэффициентов поворота.

Установлены качественные особенности нестационарного движения элементов лесовозного автопоезда на кривых, связанные с наличием кругов Лагира и Брессе.

Разработан аналитический метод определения габаритной полосы движения, чем доказана принципиальная возможность аналитического решения этой практически важной задачи.

Определены функциональные структуры крестообразной сцепки

и тросо-блочной сцепки Головного конструкторского бюро Министерства автомобильной промышленности СССР - зависимость угла поворота колес роспуска от угла складывания автопоезда. Для первой из них установлена степень влияния отклонений ее параметров от номинальных. На конкретных примерах обоснована необходимость назначения допусков на геометрические размеры и упругие свойства элементов сцепки.

Для общего случая криволинейного движения лесовозного автопоезда найдены аналитические выражения кинематических параметров движения его точек и элементов. Установлена их общая структура, являющаяся отражением геометрической и кинематической нестационарности.

Применение метода физического моделирования, позволившего с помощью механической модели автопоезда с крестообразной сцепкой при относительно небольших материальных затратах определить совокупность параметров в их взаимосвязи.

Разработана методика натурных испытаний в производственных условиях, проведены эксперименты с определением реальных значений измеряемых величин.

Разработана унифицированная рабочая программа для ЭВМ с выводом графической информации, позволяющая изучение основных вопросов нестационарного движения многозвенного лесовозного автопоезда на кривых довести до практических решений.

Объект и методы исследований. Объектом комплексных исследований являлся лесовозный автопоезд МАЗ-509+ГКБ-9383(2-Р-15)+ +пакет хлыстов. Использованы методы математического моделирования, физического моделирования и натурного эксперимента.

Для описания состояния динамического равновесия в общем случае нестационарного движения автопоезда на кривых создана математическая модель, реализация которой с помощью программ для ЭВМ позволяет определять интересующие параметры и характеристики.

Физическое моделирование осуществлено с помощью разработанной механической модели лесовозного автопоезда и проведено в лабораторных условиях.

Натурный эксперимент проведен в производственных условиях.

Результаты опытов, полученные в виде осциллограмм, подвергались обработке известными методами математической статистики.

Положения и результаты исследований, выносимые на защиту.

Обобщение методов и новый системный подход к комплексным исследованиям криволинейного движения лесовозного автопоезда.

Основы теории нестационарного движения лесовозного автопоезда по криволинейным участкам пути. Метод расчета геометрических параметров, оценка кинематических параметров. Комплексная математическая модель состояния динамического равновесия лесовозного автопоезда при дважды (геометрически и кинематически) нестационарных режимах движения на кривых с реализацией ее с помощью ЭВМ.

Метод определения функциональной структуры тросовых сцепок и расчета допусков на параметры их элементов.

Проектирование на основе теории размерностей и подобия и создание механической модели лесовозного автопоезда с крестообразной сцепкой. Методика проведения и результаты модельного эксперимента.

Методика натурных испытаний в производственных условиях. Сравнительная оценка результатов модельных и натурных экспериментов.

Обоснованность результатов исследований. Достоверность и обоснованность результатов исследований подтверждается применением научно обоснованных методов построения моделей сложных механических систем, фундаментальных методов механики и математики, результатами экспериментальных исследований на механической модели и натурном образце лесовозного автопоезда в производственных условиях, а также положительным опытом их внедрения в практическую деятельность проектных организаций и промышленных предприятий.

Практическая ценность. Разработанная геометрическая теория плоского движения твердого тела позволяет не только существенно расширить круг изучаемых вопросов, связанных с рассматриваемым явлением, но и предназначена для решения определенного класса задач механики. Наличие характерных областей, обусловленных кругами Лагира и Брессе, определяет направление дальнейших перспективных исследований, с помощью которых могут быть выявлены дополнительные резервы на пути оптимального проектирования новых типов большегрузных лесовозных автопоездов.

Выполненные теоретические разработки углубляют теорию дви-

жения сложных автотранспортных систем на кривых, позволяя решать важные задачи на стадии их проектирования и при назначении технических условий эксплуатации. Могут быть использованы в дорожном строительстве для расчета уширений дорожного полотна.

Разработанные математические модели, а также методики модельного и натурного эксперимента могут быть использованы при дальнейших исследованиях.

Практическая реализация работы. Основные результаты работы внедрены во Всесоюзном объединении "Пермлеспром", Головном конструкторском бюро по тракторным и автомобильным прицепам Министерства автомобильной промышленности СССР, ГУП "Марийскавто-дор", в СКБ-1 и учебный процесс МарГТУ.

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались на конференциях, совещаниях и семинарах.

1. Всесоюзная научная конференция. Проектирование, строительство и эксплуатация лесовозных дорог (Минск, 1972).

2. Заседание Технического совета Пермского проектно-конст-рукторского технологического бюро (Пермь, 1986).

3. Заседание Технического совета Головного конструкторского бюро по тракторным и автомобильным прицепам Министерства автомобильной промышленности СССР (Балашов, 1987).

Международный форум "Финно-угорские дни проблем механики" (Венгрия, Рацкеве, 1995).

5. Конференция соросовских учителей Республики Марий Эл (Йошкар-Ола, 1996).

6. Научно-методический семинар преподавателей теоретической механики вузов России (Екатеринбург, 1996).

7. Всероссийская научно-техническая конференция "Теория проектирования и методы расчета лесных и деревообрабатывающих машин" (Москва, 1997).

8. Вторые "Вавиловские чтения". Всероссийская междисциплинарная научная конференция (Йошкар-Ола, 1997).

9. Всероссийская научная конференция "Нетрадиционные методы проектирования, строительства и эксплуатации автомобильных дорог"(Суздаль, 1998).

10. Международная конференция "Европейские исследования: перспективы развития" (Йошкар-Ола, 1998).

11. Международная научно-практическая конференция "Научно-технические проблемы в развитии ресурсосберегающих технологий и оборудования лесного комплекса" (Воронеж, 1998).

12. Научно-технические конференции МарГТУ (Йошкар-Ола, 1973-1983, 1986-1990, 1993-1996).

Публикации. Основное содержание и результаты диссертации представлены в монографии и 39 опубликованных научных работах.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов и рекомендаций, списка использованной литературы и приложений. Общий объем работы 338 стр., из них 200 стр. основного текста, 8 3 рисунка на 69 стр., 5 таблиц, список литературы (166 наименований) на 12 стр., приложения -57 стр.

1. ОБОБЩЕНИЕ МЕТОДОВ ОЦЕНКИ ТРАНСПОРТНО-ЭКСПЛУАТАЦИ-ОННЫХ КАЧЕСТВ ЛЕСОВОЗНОГО АВТОПОЕЗДА

1.1. Особенности движения лесовозного автопоезда на кривых

Движение лесовозного автопоезда по криволинейным участкам пути имеет ряд характерных особенностей, отличающих его от других видов эксплуатационных режимов и имеющих первостепенное значение для оценки качеств автопоезда как транспортной системы. Они состоят в следующем.

1. Криволинейные траектории точек автопоезда, их характеристики (вид кривой, ее кривизна, эволюта и т.д.).

2. Расхождение траекторий средних точек осей автопоезда в плане и соответствующее ему уширение дорожного полотна.

3. Изменение взаимного положения основных элементов автопоезда в процессе его складывания в соответствии с функциональной структурой управляющего органа колесами роспуска.

4. Габаритная полоса движения и соответствующее ей уширение дорожной полосы.

5. Неравномерное распределение линейных и угловых перемещений, и, соответственно, кинематических параметров (линейных и угловых) по телу автопоезда, связанное с имеющими место при нестационарном движении кругами Лагира и Брессе.

6. Геометрическая и кинематическая неравномерности движения автопоезда, в особенности на переходных стадиях - при входе в кривую и выходе из нее.

7. Характерные состояния динамического равновесия основных элементов автопоезда, обусловленные наличием дополнительных сопротивлений и инерционных силовых факторов, присущих только этому виду движения, - боковых сил инерции, моментов пар сил инерции и т.д.

8. Перераспределение сил внутреннего и внешнего взаимодействия между основными элементами автопоезда и с дорожным полотном.

9. Наличие бокового увода и бокового скольжения и возможность потери устойчивости движения.

10. Перераспределение энергетического баланса автопоезда за счет превращения энергии поступательного движения в энергию

вращения (на входе в кривую) и наоборот (при выходе из нее).

1.2. Состояние вопроса

Рассмотрим результаты известных исследований с целью оценки состояния вопроса.

Движение лесовозных автопоездов по криволинейным участкам пути в эксплуатационных условиях является одним из наиболее распространенных видов движения, представляющих практический интерес. Решение задач, связанных с исследованием явлений и процессов, происходящих при этом движении, занимает одно из основных мест в теоретических и экспериментальных работах, посвященных изучению движения автопоездов.

Так как лесовозные автопоезда во многом подобны автопоездам общего назначения, а специальной теории лесовозного автопоезда до настоящего времени нет, то с достаточно хорошим приближением основные положения теории автопоездов общего назначения могут быть использованы при изучении движения лесовозных автомобильных поездов.

В основу теории автопоездов положены главные принципы теории одиночного автомобиля, которые освещены в работах многих авторов [М, 76, 93, 96, 102, 145, 152, 160 и др. ].

Движение автомобиля на криволинейных участках дорог является довольно сложным явлением. Его параметры определяются многими внешними и внутренними факторами, большинство из которых носит случайный характер: кривизна дорожного полотна в плане и видимость, качество полотна, сцепление с полотном, ветер, наличие встречного или попутного транспорта, а также конструктивные особенности автомобиля, его состояние, квалификация и состояние водителя.

Одновременно учитывать влияние всех этих факторов практически невозможно, поэтому, как правило, прибегают к схематизации криволинейного движения автомобиля по строго заданной траектории, не говоря о наличии возможных случайных отклонений от нее.

Одной из первых главных задач, которые в своем развитии решала теория автомобиля, явилась задача о траекториях точек при движении его по кривым. И здесь долгое время бытовала так

называемая "теория единого центра", которая нашла отражение в работах отдельных авторов [35, 70, 83, 98].

Эта теория, суть которой состоит в том, что все точки автомобиля, а также прицепов, в плане движутся по концентрическим окружностям разного радиуса с общим центром, была лишь отдаленным отражением действительных явлений и могла быть пригодной для решения лишь ограниченного круга вопросов.

Так, в 1941 году была опубликована статья Пасхина Б.А. [93], в которой без объяснения природы явлений приведены результаты экспериментальных данных по изучению маневровых площадей автопоездов на базе автомобиля ЗИС-5, существенно расходившихся с предполагаемыми результатами расчета по указанной теории.

Серьезные недостатки теории единого центра привели исследователей к критическому ее пересмотру.

В своей фундаментальной работе [74] почетный академик ВАСХНИЛ Летошнев М.Н. приводит связь в дифференциальной форме между траекториями средних точек передней и задней осей обыкновенной тележки. Если средняя точка передней оси идет по кривой, описываемой в прямоугольной системе координат уравнением у = = F(x), то средняя точка А задней оси движется по кривой, заданной уравнением

Уа + 1Уа'/[1 + (УА'2)]0'5 = F(xA + 1/[1 + (УА')2]0-5},

(1.1)

где 1 - база тележки.

Решение этого уравнения в квадратурах возможно лишь для простейших случаев, в частности, при движении средней точки передней оси по окружности при постоянном угле поворота передних колес cq (вращение вокруг единого центра).

Однако, как показали эксперименты, проведенные проф. Заки-ным Я. X. [39], акад. Чудаковым Е.А. [152], изменение угла cq при криволинейном движении в действительности имеет весьма сложную зависимость от времени (пути), и попытки описать такое движение аналитически приводят к необходимости использования метода разложения соответствующей функции в ряд, либо численного интегрирования [39, 71, 87, 88 и др.].

Поэтому, с целью упрощения решения, в работах целого ряда

авторов [24, 39, 71, 76, 96, 152] принята линейная зависимость скорости изменения угла с^ от времени при постоянной скорости движения автомобиля, в работе [102] - линейная зависимость 0^ = = с^Ш, в работах [28] и [93] - другие зависимости сц= сцШ.

По сравнению с движением одиночного автомобиля, криволинейное движение автопоезда представляет собой гораздо более сложное явление.

В составе автопоезда автомобиль является одним из основных элементов сложной транспортной системы, находящихся во время движения в постоянной взаимосвязи. Движение каждого из элементов автопоезда определяется не только взаимодействием с дорожным полотном, как это имеет место в случае движения одиночного автомобиля, но и кинематическими и динамическими взаимными связями между ними.

В статье [78] М.й.Лысов, отмечая отсутствие обобщенных параметров в оценке маневренности автомобилей, предлагает в качестве одного из них время, в течение которого происходит поворот автомобиля. Ясно, что такой оценочный параметр может служить лишь для приближенной характеристики маневренности.

Глубокому изучению вопроса криволинейного движения автопоездов посвящены работы д. т.н. проф. Закина Я. X. [33, 3 4, 36, 37, 39]. В них для характеристики траектории введен так называемый "режимный коэффициент поворота" кп, который характеризует собой отношение дифференциала угла поворота передних колес автомобиля к дифференциалу пути средней точки задней оси автомобиля, или, иначе, отношение угловой скорости поворота передних колес автомобиля к скорости движения названной точки

кп = (1(Х/(1з2 = ш/у2, (1.2)

где б2 и у2 - путь и скорость средней точки задней оси автомобиля; а, аз - угол и угловая скорость поворота передних колес автомобиля.

Как показали экспериментальные исследования, режимный коэффициент поворота зависит от скорости движения, а также от субъективных ощущений водителя: на входе в кривую он меньше, чем на выходе из нее, где водитель чувствует себя более уверенно.

Криволинейное движение одиночного автомобиля или автомобиля-тягача в составе автопоезда без учета внутренних динамических взаимодействий между звеньями определяется основной траекторией (так называют траекторию средней точки задней оси двухосного автомобиля-тягача нормальной компоновки или средней точки продольной оси трехосного автомобиля-тягача между ведущими мостами задней тележки, а у двухосного со всеми управляемыми колесами - посредине базы) [38].

В общем случае основная траектория может быть разбита на три основных участка: входной, круговой, выходной.

Криволинейное движение полуприцепа с неуправляемыми колесами в составе автопоезда по геометрическим признакам и вытекающим из них параметрам может быть уподоблено криволинейному движению одиночного автомобиля. В этом случае основной траекторией полуприцепа принято считать среднюю точку тележки, если полуприцеп двухосный (траектория движения сцепного крюка соответствует траектории средней точки передней оси автомобиля).

Определение траекторий точек управляемого полуприцепа при криволинейном движении автопоезда в значительной мере осложняется тем, что угол между вектором скорости средней точки оси полуприцепа и направлением дышла не является постоянной величиной (равной нулю, как в случае неуправляемого полуприцепа) и, в зависимости от способа управления полуприцепа, он изменяется различным, порой весьма сложным, образом. Аналитическое решение задач, связанных с определением этих траекторий, представляет собой довольно трудоемкий процесс.

Кроме аналитического способа определения траекторий ведомого элемента автопоезда, находят применение графический (гра-фо-аналитический) и экспериментальный [39, 71].

Графический метод, нашедший отражение в работах [6, 8, 25, 31, 73, 1^3], несмотря на его положительные стороны (наглядность, сравнительная быстрота построения), обладает рядом существенных недостатков, как-то: громоздкость, неизбежность промежуточных построений для получения конечных результатов, ограниченность каждого случая возможностью рассмотрения лишь одной конкретной схемы, затрудняющая общий анализ различных параметров.

Графо-аналитический метод определения траекторий ведомых

элементов приводится в работах Закина Я.X. [36, 38], Григорьева С.М. [25].

Аналитический метод определения траекторий точек прицепных элементов освещен в работах советских [8, 25, 33, 36, 37, 38, 32] и зарубежных исследователей [162-165], в которых авторы исходят из соображений кинематики, оставляя в стороне влияние силовых внешних и внутренних взаимодействий.

Этот метод, сам по себе, наиболее пригоден для проведения общего анализа кинематики движения автопоезда как транспортной системы, однако решение задач в процессе этого анализа сопряжено с большими трудностями.

Дело в том, что получаемые дифференциальные уравнения, как правило, в квадратурах не решаются, за исключением некоторых простейших частных случаев. Это побуждает авторов прибегать к различного рода допущениям, изыскивать приближенные методы решения, что в известной степени огрубляет получаемую картину изучаемых явлений.

С другой стороны, аналитический метод, несмотря на все приемы, направленные на упрощение получаемых зависимостей, является методом довольно громоздким и не всегда приемлемым для пользования в практических условиях особенно тогда, когда речь идет о движении многоэлементного автопоезда на кривых [38]. Однако с развитием электронно-вычислительной техники этот метод становится все более перспективным.

Экспериментальный метод определения траекторий автопоезда изложен в работе Закина Я.Х. [36]. Анализ маневренных свойств автопоезда с помощью этого метода рекомендуется в тех случаях, когда применение графо-аналитического метода является чрезмерно громоздким и недостаточно надежным: для двухосных прицепов со всеми управляемыми колесами, для прицепов с переменными параметрами, для многозвенных автопоездов и т.д.

В работах Закина Я.Х. [33, 33, 36, 37, 38], Щукина М. М. [156], Яковлева H.A. [160], Замахаева М. С. [39], Лахно В. П. [71] содержатся определение габаритной полосы движения (ГПД) и маневренных качеств автопоездов на основании перечисленных выше методов.

Во всех названных работах криволинейное движение автопоезда рассматривается без учета влияния динамических процессов,

его сопровождающих. Это делает исследование движения автопоезда на кривых недостаточно полным, так как кинематические явления и динамические процессы в этих случаях неразрывно связаны и друг друга обусловливают.

В статьях д.т.н., проф. Мельникова В. И. [83, 86] указывается на необходимость комплексного изучения движения подвижного состава, включая динамику. При разработке новых типов лесовозных автопоездов основные критерии (нагрузка на ось, сцепной вес, грузоподъемность, тип колес, коэффициенты тары и т.п.), говорится в работе [86], должны устанавливаться с учетом динамики движения и прочности автопоездов, т.е. с учетом действующих усилий, скоростей и ускорений.

Перспективы развития автопоездов и их динамических характеристик рассмотрены в статье [И].

В настоящее время можно назвать лишь весьма ограниченное число работ, посвященных изучению динамики криволинейного движения подвижного состава, которые в основном относятся к автопоездам общего назначения.

В этой области известны труды Лысова A.M. [77, 78], Щукина М.М. [156], Закина Я.Х. [33, 35, 37, 38 и др. ].

В своей работе [77] Лысов A.M. приводит анализ различных методов кинематических и динамических исследований криволинейного движения колесного и гусеничного тягача с прицепом.

Исследование силового взаимодействия внутри автопоезда при неустановившемся движении на повороте содержится в работе [156].

Взаимодействие между звеньями автопоезда при неустановившемся прямолинейном движении рассматривается в работах Закина Я.Х. [33, 37, 38].

Лесовозные автомобильные поезда отличаются от автопоездов общего назначения наличием грузового пакета со специфическими особенностями, уложенного на опорные устройства (коники) соседних звеньев автопоезда, а также наличием своеобразного способа управления роспуском (крестообразной сцепки). Эти отличия делают невозможным распространять результаты имеющихся исследований по криволинейному движению автопоездов общего назначения на лесовозные автопоезда.

Грузовой пакет, лежащий на кониках автомобиля и роспуска,

является дополнительной связью в системе, существенно определяющей характер криволинейного движения лесовозного автопоезда.

Крестообразная сцепка является одной из разновидностей способа управления колесами полуприцепа в функции угла складывания автопоезда [30].

В лесной промышленности она получила широкое распространение в связи с вывозкой древесины в хлыстах и деревьев с кроной [7, 58, 151].

Исследование силового взаимодействия между элементами лесовозного автопоезда в процессе трогания с места и разгона на прямолинейных участках посвящена работа к.т.н. Вовка C.B. [14]. Произведена сравнительная оценка трех расчетных схем.

1. С передачей тягового усилия к роспуску через коник автомобиля и пакет хлыстов.

2. С передачей тягового усилия через сцепной крюк и дышло.

3. С передачей тягового усилия к роспуску одновременно через коник и крюк автомобиля.

Приведен анализ влияния этих схем на величину сцепного веса и другие параметры динамического состояния лесовозного автопоезда при названных режимах.

Процессы вертикальной, продольной и поперечной динамики лесовозных автопоездов при прямолинейном движении рассмотрены в работе д. т.н. проф. Гастева Б. Г. и д. т.н. проф. Мельникова В.И. [18]. Принятые расчетные схемы соответствуют автопоездам на базе тягача седельного типа, случай автопоезда с крестообразной сцепкой не рассмотрен.

Вопросы влияния вертикальных и угловых колебаний звеньев лесовозного автопоезда на его продольную динамику нашли отражение в работе к.т.н. Гайдара H.A. и др. [16].

Исследование влияния колебаний свисающих концов пакета хлыстов на динамику лесотранспортных систем проведено д.т.н. Жуковым А. В. [32].

Изучению продольной динамики лесовозного автопоезда на прямолинейных участках в зависимости от микропрофиля дороги посвящены работы к.т.н. Мальцева [81, 82], в которых влияние крестообразной сцепки нашло косвенное отражение.

Процессы продольной динамики лесовозного автопоезда при торможении при прямолинейном движении исследованы к.т.н. Прасо-

ловым Б.А. [99]. Однако сделанные им допущения (обобщение влияния жесткости тросов крестообразной сцепки и пружины сцепного крюка, замена продольно-поперечного щита поперечным) ощутимо огрубляют решение поставленных вопросов.

Вопросами маневренности лесовозных автопоездов с крестообразной сцепкой при прохождении кривых малых радиусов занимались Коган Ю.А. [59], Шиклов Е.А. [152], Горбачевский В.А. [21], Жи-тов И.Н. [31], Лахно В. П. [70, 71] и др.

Основные требования к крестообразной сцепке были сформулированы д.т.н. Горбачевским В.А. Им также был предложен метод ее расчета путем подбора так называемого радиуса построения [21, 22].

Однако такой метод не дает возможности полностью использовать преимущества этого способа управления, так как может быть применен лишь в частных случаях (общее решение уравнения для определения размеров тяговых балок отсутствует).

К.т.н. Лахно В.П. разработал новый метод определения размеров крестообразной сцепки [70] при движении лесовозного автопоезда по кривым постоянного радиуса.

Вопросы силового взаимодействия внутри лесовозного автопоезда начали получать освещение в литературе лишь в последние 20-25 лет, и число работ, посвященных их изучению, в настоящее время весьма ограничено.

Усилия в тросах крестообразной сцепки рассматривались в работе к.т.н. Головнева Ф.Д. [19] попутно с определением сил взаимодействия между колесами автопоезда и дорожным полотном. Эти усилия определялись в условиях, далеких от эксплуатационных, и имели заниженные значения.

Рассмотрение вопроса о дополнительном сопротивлении лесовозного автопоезда на кривых, в сравнении с прямолинейным движением,. нашло место в работе д.т.н. Горбачевского В.А. [21].

Исследование силового взаимодействия между звеньями лесовозного автомобильного поезда с крестообразной сцепкой при криволинейном движении проведено в работах к.т.н. Лахно В.П. [70, 71]. В работе [71] автором осуществлен комплексный подход к изучению движения лесовозного автопоезда на кривых: в общем плане последовательно рассмотрены вопросы вписывания, кинематики и динамики. Однако изучение этих явлений ограничено случаями

установившегося кругового движения лесовозного автопоезда с постоянной скоростью, что придает проведенным исследованиям условный характер и отдаляет их от эксплуатационных условий.

Различные вопросы расчета и эксплуатации лесовозного подвижного состава освящены в работах проф. Флорова Е.А. [148], Ветчинкина Н.С. [13], Кишинского М.И.[51], Высоцкого М.С. [15], Кувалдина Б.И. [69], Леоновича И.И. [72], Курьянова В.К. [67, 68,139], Патякина В.И. [94,95], Карамышева В. Р. [43, 44], Котико-ва В.М. [ 4, 6 4, 65] и др.

Рассмотренный перечень работ свидетельствует о том, что криволинейное движение лесовозных автопоездов до настоящего времени остается практически малоизученным.

Движение лесовозных автопоездов по кривым является одним из наиболее ответственных режимов в условиях их эксплуатации, и необходимость проведения исследований явлений и процессов, сопровождающих его, определяется нуждами производства.

С другой стороны, проектирование новых типов лесовозных автопоездов должно быть основано на результатах глубокого теоретического и экспериментального изучения подобных транспортных систем при различных режимах эксплуатации, среди которых движение по кривым занимает одно из главных мест.

Критерии оценки должны учитывать все качественные стороны конструкции автопоезда, проявляющиеся при криволинейном движении.

До сих пор при исследовании криволинейного движения лесовозных автопоездов из-за сложности вопроса, главным образом, решались лишь частные задачи, постановка которых сопровождалась различными допущениями, существенно искажающими действительную картину изучаемых явлений.

На наш взгляд, в самом подходе к исследованию криволинейного движения автопоездов в работах многих авторов имеется существенное упущение. Проводя кинематический анализ движения автопоезда на кривых, они включают в него и геометрическую сторону движения - определение траекторий различных точек звеньев автопоезда, взаимного положения его элементов и т. д.

Как известно, кинематика начинается там, где происходит сравнение координат точки или тела (геометрических параметров) со временем, т.е. устанавливается параметрическая зависимость

между координатами, их производными. Траектория в этих случаях определяется косвенно - через параметр времени.

Однако в условиях голономных связей между координатами точки существует прямая зависимость, по физическому смыслу, представляющая собой уравнение траектории, которым исключается влияние параметра времени.

Действительно, по одной и той же траектории точка может двигаться при любом законе изменения пути со временем.

Поэтому очевидной становится неточность утверждения проф. Закина Я.Х., где он, характеризуя теоретический метод обоснования выбора геометрических параметров различных сооружений, говорит: "Недостаток метода заключается в значительной идеализации всего процесса поворота, например, допущении постоянства скоростей движения автопоезда, режимных коэффициентов и т.д." [34, стр. 18].

Следует заметить, что для определения характеристик геометрической стороны движения теоретическим методом допущения о постоянстве скорости вовсе не требуется, если задачу решать в перемещениях, не привлекая производных перемещений по времени.

Следуя рассуждениям проф. Закина Я.X. и идя дальше, можно впасть в ошибочное представление о том, что теоретически невозможно исследовать неравномерное криволинейное движение автопоезда.

К сожалению, тенденция такого подхода наложила отпечаток на работы других авторов. В частности, к.т.н. Лахно В.П. [71] исследует движение лесовозного автопоезда при круговом движении с постоянной скоростью.

По нашему мнению, и без того сложные задачи кинематики не следует загромождать геометрическими задачами.

Естественно, что траектории точек движущейся системы определяются многими факторами, в том числе кинематическими и динамическими. Однако, на начальной стадии исследований не задаваясь вопросом этих влияний, определение геометрии движения можно поставить и решать как самостоятельную задачу в общем виде: определять траектории точек как результат геометрических связей, наложенных на систему. При этом, разумеется, не исключается возможность последующего учета динамических влияний.

Смысл самостоятельности определения геометрической стороны

движения лесовозного автопоезда по кривой во многом определяется еще следующим практическим обстоятельством.

В последнее время в литературе, по нашему мнению, совершенно справедливо все больше внимания уделяется рассмотрению особенностей системы дорога-автопоезд-водитель [17, 20, 23, 30, 97,101,103,103]. Целесообразность изучения этой системы применительно к криволинейному движению автопоезда вполне очевидна.

В указанной системе водитель играет роль следящего устройства с обратной связью: сообразуясь с дорожными условиями (получение информации, внешнего сигнала), он мысленно оценивает их (обработка информации, сигнала), выбирает оптимальный, с точки зрения обеспечения безопасности и эффективности движения, вариант управления и осуществляет принятое решение (передача выходного сигнала на управляющий орган).

Одной из основных задач, которые решает водитель при криволинейном движении, является обеспечение вписываемости, т.е. обеспечение движения всех элементов автопоезда по коридору, ограниченным дорожными обстоятельствами. Эта задача имеет, прежде всего, геометрический характер, ее рассмотрение заслуживает особого внимания.

Как принято считать, криволинейное движение автопоездов состоит из нескольких этапов: переходные этапы - вход в кривую и выход из нее, установившийся этап - движение по круговым траекториям [38, 89].

В свете вышеприведенных соображений будем различать стационарность (или нестационарность) геометрическую и кинематическую. Признаком геометрически установившегося криволинейного движения является неизменность взаимного положения основных элементов автопоезда. Кинематическая стационарность движения характеризуется постоянством по времени скоростей всех точек автопоезда.

Заметим, что кинематическая стационарность возможна лишь при геометрически установившемся движении. Во всех остальных случаях, как и при геометрически установившемся неравномерном движении, кинематическая стационарность отсутствует.

Дважды стационарное криволинейное движение автопоездов в эксплуатационных условиях практически не наблюдается (теоретически геометрически установившееся движение наступает в беско-

нечности, на практике считают его наступление при повороте тягача на 270° -300° [38]).

Поэтому наиболее продуктивными в отношении практических результатов являются комплексные исследования дважды (геометрически и кинематически) нестационарных режимов движения лесовозных автопоездов на кривых, качественно отличающихся от стационарных режимов и представляющих собой основной вид движения лесовозного автопоезда на кривых в эксплуатационных условиях.

Актуальность этих исследований определяется, в первую очередь, тем, что намеченные тенденции в создании новых типов лесовозных автопоездов предусматривают резкое повышение их технико-экономических показателей: увеличение грузоподъемности, повышение скоростей движения, улучшение проходимости и т.д. При этом вопросы устойчивости и безопасности движения, а также впи-сываемости автопоездов при прохождении кривых приобретают одно из главных значений.

Особо остро они ощущаются при создании многопакетных лесовозных автопоездов [137, 155]. Первый опыт реализации многопакетной вывозки автопоездами уже имеется на предприятиях Пермской и Тюменской областей, а также Красноярского края. На рис.1.1 показан лесовозный автопоезд, изготовленный и используемый для транспортировки двух пакетов хлыстов в одном из леспромхозов Пермской области.

Однако имеющегося опыта и инженерной интуиции оказывается явно недостаточно для практического преодоления возникающих проблем. Так, в качестве примера можно привести случай, когда в одном из леспромхозов Тюменской области в процессе эксплуатации лесовозного автопоезда с двумя пакетами хлыстов понадобилось осуществлять его поворот на 180°. Тогда лучшего выхода не нашлось, как достичь этой цели следованием автопоезда по участку окружности радиусом 1 км.

В общем плане эти проблемы могут быть разделены на три основные группы.

1. Проблемы геометрического характера - вписываемость автопоезда в габариты дорожного полотна и дорожной полосы в условиях простого и сложного маневрирования на поворотах, в местах разъездов, при объездах, внутри производственных территорий и площадок.

Рис. 1.1 Лесовозный автопоезд с двумя пакетами хлыстов (Пермская область)

2. Проблемы кинематического характера, связанные с различными законами движения при разгоне, торможении, равномерно движении и их влиянием на безопасность эксплуатационных режимов.

3. Проблемы динамического характера - обеспечение проходимости и безопасности движения по ряду критериев, локализация влияния бокового увода и скольжения, возникающих из-за боковых сил инерции, и т. д.

Очевидно, что эти многосложные проблемы тесно взаимосвязаны и могут решаться на основе комплексных исследований явления нестационарного движения лесовозного автопоезда на кривых путем последующего анализа полученных данных и поиска оптимальных конструктивных решений и назначения норм эксплуатации [13 2].

В качестве основных составляющих этих исследований могут быть использованы математическое моделирование, физическое моделирование, натурный эксперимент.

Как известно, критерием истины является практика, поэтому наиболее достоверные результаты могут быть получены путем натурных испытаний в эксплуатационных условиях. Однако их эффективность нередко ограничивается тем, что проведение этих экспериментов сопряжено с использованием дорогостоящего оборудования, значительными трудозатратами, а подчас с весьма ощутимыми организационными сложностями их реализации.

Более доступным в плане технической осуществимости, но менее достоверным является метод физического моделирования, в основе которого лежит теория подобия и размерностей. Известно, что различные по своей природе явления описываются одинаковыми дифференциальными уравнениями и это дает возможность моделировать сложные явления и процессы в лабораторных условиях с помощью относительно простых экспериментальных установок. Так, например, в инженерной практике известно исследование параметров железнодорожного подвижного состава в условиях эксплуатационных режимов с помощью электрических цепей [69]. Известны также экспериментальные исследования, основанные на теории механического, теплового, гидравлического и других видов физического подобия [3, 24, W, 50, 63, 106, 107, 118].

Наиболее гибким и мобильным методом инженерных исследований является метод математического моделирования. Точность и надежность его результатов находятся в прямой зависимости от

достоверности принятых допущений, то есть от степени приближения самой математической модели к описанию изучаемого явления. В отличие от остальных этот метод в большинстве случаев позволяет проводить многосторонние исследования изучаемых параметров в широких диапазонах и наметить пути их оптимизации с наименьшими материальными затратами и достаточной степенью надежности.

Основной задачей математического моделирования является получение количественно-качественной картины изучаемого явления. Реализация математической модели, независимо от ее сложности, доведение решений до численных результатов и их последующие анализ и оценка являются основными требованиями, сопутствующими инженерным исследованиям и созданию инженерных основ расчета.

Современный уровень математического аппарата и возможностей электронно-вычислительных средств позволяют преодолеть возникающие трудности на качественно новой основе, существенно расширяя при этом возможный диапазон инженерных решений.

Обобщая состояние вопроса, можно сказать, что, несмотря на достигнутые успехи, выполненные до настоящего времени исследования движения лесовозного автопоезда по кривым носят разобщенный характер и посвящены решению частных вопросов. Их результаты не могут в полной мере претендовать на общность выводов. Кроме того, в них содержится ряд неточностей и изъянов, подлежащих серьезному пересмотру и соответствующей переработке, а некоторые задачи при этом должны быть поставлены и решаться заново. Среди основных недостатков отметим следующие.

1. Отсутствует единая теория нестационарного движения лесовозного автопоезда на кривых, позволяющая производить расчет параметров и оценку качеств автопоезда на стадии его проектирования.

2. Сдерживающим обстоятельством, наложившим отпечаток на ряд аналитических исследований криволинейного движения автопоезда, явилось утверждение Я.Х.Закина [34,38] о необходимости принятия допущения о постоянстве скорости.

3. Решение чисто геометрических задач по определению траекторий точек и связанных с ними уширений дорожного полотна и дорожной полосы осуществляется исходя из кинематических соотношений с использованием параметра времени [38,62]. Это неоправ-

данно и чрезмерно усложняет само решение и вынудило отдельных авторов прибегать к грубым допущениям и использовать малоэффективные методы (графический, графо-аналитический и т.д.) [73].

4. Принимаемые при аналитических исследованиях допущения в отдельных случаях приводят к существенному огрублению их результатов, так что заложенные в их начале неточности превышают искомые величины и тем самым их поглощают. Это в полной мере относится к "теории единого центра", когда, в частности, речь идет об определении габаритной полосы движения автопоезда, об оценке расхождений траекторий средних точек осей автопоезда при требуемом, по Я.X.Закину, их непревышении 3-5 см.

5. Использование понятия "траектория автомобиля" подразумевает движение автомобиля как материальной точки. Вместе с тем, автомобиль реально представляет систему материальных точек и смешение этих понятий нередко приводит к неправильным выводам [42].

6. В некоторых работах [55-60] ошибочно радиусом кривизны траектории точки называется ее мгновенный радиус (расстояние от нее до мгновенного центра скоростей). Эти величины имеют принципиально различный смысл и существенно отличаются друг от друга своими значениями. Отождествление этих понятий ошибочно.

7. Введенные авторами понятий "режимный коэффициент поворота" [38], "передаточное отношение" для оценки управления звеньями автопоезда [56] фактически имеют смысл дифференциальных соотношений между перемещениями и при строгой постановке задачи играют роль вспомогательных величин. Сами они, кроме отдельных случаев, не имеют самостоятельного значения, а зависят от траектории и конструктивных параметров органов управления. К тому же, они не являются постоянными величинами, как это принято в отдельных исследованиях. Для более полной характеристики движения автопоезда по кривой первое из них требует уточнений.

8. Многие вопросы до настоящего времени остаются практически не изученными, что в большой степени сдерживает создание новых типов большегрузных лесовозных автопоездов и организацию и внедрение новых прогрессивных методов механизированной транспортировки древесины.

Сказанное выше свидетельствует о том, что при комплексном изучении сложного явления движения лесовозного автопоезда на

криволинейных участках пути и решении связанных с ним задач должен быть осуществлен строгий системный подход, предусматривающий детально выдержанную поэтапную последовательность рассмотрения узловых вопросов.

Целью работы является повышение транспортно-эксплуатационных качеств лесовозного автопоезда при нестационарном движении на кривых за счет обобщения и развития комплексных методов исследований, результаты которых могут быть использованы при проектировании новых перспективных типов многозвенных лесовозных автопоездов, существенно снижающих удельную себестоимость ле-совывозки, а также при проектировании уширений в дорожном строительстве и назначении норм их эксплуатации.

В связи с этим исследования проводятся в следующем объеме и последовательности.

I. Геометрические задачи.

Рассматриваются вопросы.

1. Разработка геометрической теории плоского движения твердого тела с целью аналитического определения геометрических характеристик с помощью выражений, не содержащих параметра времени. В результате математически моделируется геометрическая сторона движения и получают выражения: подвижная и неподвижная центроиды; траектории точек, их кривизна, радиус кривизны, эволюты; соотношения между линейными и угловыми перемещениями; характерные области подвижной плоскости, жестко скрепленной с телом, определяющие основные закономерности; габаритная полоса движения тела заданного контура. На основании теории перечисленные характеристики могут быть найдены для системы тел, связанных между собой управляемым образом.

2. Установление и анализ функциональной структуры тросовой сцепки лесовозного автопоезда.

3. Взаимное положения основных элементов автопоезда в процессе его складывания.

4. Траектории характерных точек автопоезда и их параметры.

5. Расхождение траекторий средних точек осей автопоезда и расчет уширения дорожного полотна, определение его площади. Решение задачи совмещения траекторий средних точек осей автопоезда.

6. Габаритная полоса движения автопоезда и расчет уширения дорожной полосы, определение ее площади.

7. Соотношения между линейными и угловыми перемещениями характерных точек и основных элементов автопоезда.

II. Кинематические задачи.

Рассматриваются вопросы.

1. Линейные и угловые кинематические параметры (скорости и ускорения) характерных точек и звеньев автопоезда.

2. Связь между кинематическими параметрами и их распределение по телу автопоезда.

3. Характерные законы движения: разгон, торможение, равномерное движение.

III. Задачи динамики.

Рассматриваются вопросы.

1. Расчетные схемы динамического равновесия основных элементов автопоезда.

2. Уравнения динамического равновесия.

3. Реализация математической модели с помощью программ для ЭВМ с целью определения сил внутреннего и внешнего взаимодействия.

Влияние бокового увода и бокового скольжения.

5. Расчет энергетического баланса автопоезда в связи с превращением энергии поступательного движения в энергию вращения (на входе в кривую) и наоборот (при выходе из нее).

IV. Экспериментальная часть.

Рассматриваются вопросы.

1. Обоснование метода физического моделирования.

2. Критерии подобия механической модели лесовозного автопоезда.

3. Экспериментальное определение параметров лесовозного автопоезда при движении на кривой методом физического моделирования.

t. Оценка результатов модельного эксперимента.

5. Разработка методики натурного эксперимента.

6. Экспериментальное исследование в натуре по определению внутренних сил в элементах крестообразной сцепки и усилий на коники в зависимости от различных параметров движения.

7. Сравнительная оценка результатов модельного и натурно-

го экспериментов.

V. Выводы и практические рекомендации. Последовательность исследований и возможные решения представлены "деревом расчета" на рис.1.2.

силовые I инерционные| факторы

внешнее взаимодействие

внутреннее взаимодействие

-1 I-1

энерге- ||изменение! тическийНскорости | баланс 1 '-

боковой увод и скольжение

Заключение диссертации по теме «Технология и машины лесозаготовок и лесного хозяйства», Соколов, Геннадий Максимович

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Движение многозвенных лесовозных автомобильных поездов по кривым является одним из наиболее распространенных и ответственных эксплуатационных режимов, характерные особенности которых содержат принципиальные отличия от других видов движения. Особо трудные эксплуатационные условия, а также наличие длинномерного груза со специфическими свойствами определяют необходимость разработки и создания для лесовозных автопоездов собственных критериев их оценки и методов исследований.

2. Движение лесовозного автопоезда по кривым представляет собой сложное явление, в котором геометрические, кинематические и динамические характеристики находятся в непосредственной взаимосвязи. Поэтому изучение его должно быть комплексным и основано на строгом системном подходе.

Рассмотрены и использованы методы математического и физического моделирования, натурного эксперимента, совокупные результаты которых могут претендовать на необходимую точность и надежность.

3. Реализован подход, у истоков которого лежит разработанная геометрическая теория плоского движения твердого тела. Введены новые понятия геометрической, кинематической нестационарности, базовой кривой, уточнены известные понятия режимных коэффициентов поворота. За счет этого удалось существенно приблизиться к описанию реальных процессов и значительно расширить круг возможных исследований.

Нестационарное движение многозвенных лесовозных автопоездов по кривой качественно отличается от стационарного движения, сведения о котором до настоящего времени принимаются за основу при их проектировании и разработке норм эксплуатации. Это различие особо отрицательно сказывается, когда речь идет о создании перспективных автопоездов. В этих случаях имеющиеся представления не могут быть признаны как состоятельные.

5. Для двух видов сцепки установлена функциональная структура. Для крестообразной сцепки разработана методика определения допусков на параметры сцепки и упругие свойства (приложение 1).

6. Получено общее решение задачи аналитического определения степени расхождения и условий сходимости траекторий точек, габаритной полосы движения автопоезда и уширений дорожного полотна (с учетом влияния бокового увода и бокового скольжения на геометрические параметры), их площади.

7. Определены распределение скоростей точек, лежащих на продольных осях элементов автопоезда, в виде соотношений в зависимости от скорости движения средней точки задней оси автомобиля вдоль основной траектории. Получены выражения угловых скоростей основных элементов.

8. Изучены линейные и угловые ускорения, выведены их аналитические выражения. В выражениях ускорений точек имеются члены, отражающие влияние геометрической и кинематической нестационарности. Каждым из них можно пренебрегать только в отдельных случаях. Показано, что кинематическая стационарность может иметь место лишь при геометрически установившемся криволинейном движении.

9. Рассмотрен баланс кинетической энергии лесовозного автопоезда на кривой, определено изменение скорости при входе в кривую и при выходе из нее за счет превращения части энергии поступательного в энергию вращательного движения отдельных элементов и наоборот. В зависимости от интенсивности поворота оно составляет 6-8%%.

10. Разработаны принципиальные расчетные схемы и составлены уравнения динамического равновесия элементов автопоезда, позволившее получить выражение сил взаимодействия между пакетом хлыстов и кониками, автомобиля и роспуска, усилий в элементах крестообразной сцепки, а также нормальных и боковых реакций на оси.

И. Разработаны методики модельных и натурных экспериментов. Их реализация в совокупности с комплексом измерительной аппаратуры обусловливает достаточно высокую точность регистрации измеряемых параметров. Сравнение результатов экспериментальных исследований в производственных условиях и на механической модели показывает, что расхождения между ними находятся в пределах общепринятых норм.

Путем модельных испытаний получена качественная картина зависимостей изучаемых величин от различных параметров движения автопоезда и его геометрических и весовых характеристик, а в натурных испытаниях установлены их фактические значения.

12. Результаты исследований показывают, что возрастание внутренних сил взаимодействия пакета и коников, усилий в элементах сцепки, ухудшение вписываемости и устойчивости определяются наличием факторов, препятствующих процессу складывания автопоезда на кривых (особенно на кривых малых радиусов при больших скоростях движения, т.е. при высокой интенсивности поворота) : вынос сцепного крюка, наличие сил одновременного сцепления между пакетом хлыстов и кониками большой жесткости.

Перечисленные факторы, с точки зрения повышения эксплуатационных качеств лесовозного автопоезда, являются нежелательными, и при проектировании следует стремиться их исключать за счет конструктивных решений.

13. С учетом того, что для многопакетного автопоезда имеется повторяемость звеньев, разработанные методы исследований могут быть реализованы применительно к многозвенному лесовозному автопоезду с несколькими пакетами хлыстов при решении основных вопросов, касающихся их движения по кривым.

14. При нестационарном движении лесовозного автопоезда на кривых возникающие круги Лагира и Брессе разделяют подвижные плоскости, жестко связанные с основными элементами автопоезда, на характерные области, через которые проходят точки автопоезда (в том числе, центры масс его звеньев). Следствием этого качественного отличия от стационарного движения является знакопе-ременность ускорений точек, а, следовательно, и силовых инерционных факторов, кардинально изменяющих картину динамического равновесия звеньев автопоезда.

Это обстоятельство заслуживает особого внимания, и изучение этих особенностей нестационарного движения должно стать предметом специальных самостоятельных исследований.

15. Имеется опыт разработки унифицированной программы для ЭВМ, служащей целям реализации полученной математической модели. С ее помощью осуществляется численное решение задач, связанных с движением многозвенного лесовозного автопоезда по кривой. При этом число пакетов схемы управления роспусками, форма кривой и закон движения могут быть назначены произвольно.

В результате решения определяются траектории характерных точек, взаимное положение звеньев, габаритная полоса движения, распределение линейных и угловых скоростей по телу автопоезда, силы внешнего и внутреннего взаимодействия, энергетические характеристики, влияние бокового увода, изменение скорости движения при входе в кривую и выходе из нее и т.д.

Программа предусматривает вывод графической информации.

В качестве примера рассмотрен случай движения лесовозного автопоезда с двумя пакетами хлыстов по заданной траектории в виде "восьмерки" в режиме торможения при входе в кривую, последующего равномерного движения и разгона при выходе из кривой.

Программа может стать рабочим инструментом в руках проектировщиков и эксплуатационных работников, занятых в сфере транспорта и дорожного строительства (приложение 2).

16. Проведенные исследования могут быть положены в основу создания новых типов многозвенных лесовозных автопоездов, предназначенных для многопакетной вывозки древесины, и использованы при проектировании лесовозных дорог, обосновании и назначении норм эксплуатации.

Результаты исследований внедрены и используются в практической деятельности Всесоюзного лесопромышленного объединения "Пермлеспром" и Головного конструкторского бюро по автомобильным и тракторным прицепам Министерства автомобильной промышленности СССР, Государственном унитарном предприятии "Марийскавто-дор", СКБ-1 Марийского государственного технического университета (МарГТУ), а также в учебном процессе МарГТУ (приложения 3-9).

Список литературы диссертационного исследования доктор технических наук Соколов, Геннадий Максимович, 1998 год

ОПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Абрамов С.А. Современное состояние и перспективы развития лесовозного транспорта //Материалы Всесоюзной науч. конф. Минск, 1972. - С.198-202.

2. Аксенов П.В., Ширяев П.П. Об управляемости активных полуприцепов //Автомоб. пром-ть. - 1963. - N И. - С. 16-18.

3. Алабужев П.М. и др. Теория подобия и размерностей. Моделирование. М.: Высшая школа, 1968. - 206 с.

Анисимов Г.М., Котиков В. М., Куликов М.И. Лесотранспорт-ные машины. М.: Экология, 1997. - 325 с.

5. Артоболевский И.И. Теория машин и механизмов. М.: Наука. Главная редакция физико-математической литературы. 1967.-719 с.

6. Бергман М.М. Графическое исследование поворота автомобиля без прицепа и с прицепом //Мотор. - 1934. - N И. - С. 5-9.

7. Березин В.П., Горбачевский В.А., Дараган Л.Д. Технологический процесс лесозаготовок при вывозке леса в хлыстах автомобиля в осенне-зимний сезон. М.-Л.:Гослесбумиздат, 1950. - 176с.

8. Блох З.Ш. Кинематика поворота //С.-Х. машина. - 1937. -N 1. - С. 14-17.

9. Бутин П.Н. Исследование продольных динамических взаимодействий в лесовозных вагонах-сцепках: Дисс... канд. техн. наук. Свердловск, 1972. - 220 с.

10. Бутин П.Н. Электротензометрический метод исследования лесозаготовительной техники. Йошкар-Ола, 1965. - 50 с.

И. Великанов Д.Н. Развитие автопоездов и их динамических качеств (в порядке обсуждения). //Автомоб. пром-ть. - 1963.-N 12. - С. 25-29.

12. Вершинский C.B. Динамика вагонов: Тех. справочник железнодорожника. Т.6. Подвижной состав. М.:Транжелдориздат. -1952.303 с.

13. Ветчинкин Н.С. Автотракторная тягана лесотранспорте. Л.:Гослесбумиздат, 1958.- 420 с.

14. Вовк C.B. Исследование процесса трогания с места и разгона лесовозного автопоезда с колесным прицепным составом: Ав-тореф. канд. дисс. Свердловск, 1966,- 16 с.

15. Высоцкий М.С., Добрых Л.И., СироткинЗ.Л. Автомобильные и тракторные прицепы. М.:Машгиз, 1962.- 162 с.

16. Гайдар H.A., Ковтун И.П., Костогрыз С.Г. Влияние вертикальных 'И продольных угловых колебаний звеньев лесовозного автомобильного поезда на его продольную динамику //Изв.Вузов. Лесн. журн. - 1971.- N 2,- С. 29-53.

17. Гайцгори М.М., Малиновский Е.Ю., Пасынков P.M. Стенд для исследования системы дорога-автопоезд-человек //Автомоб. пром-ть.- 1969.- С.26-27.

18. Гастев Б.Г., Мельников В.И. Основы динамики лесовозного подвижного состава. М.:Лесн. пром-ть. 1967,- 220 с.

19. Головнев Ф.Д. Особенности взаимодействия подвижного состава и пути при автомобильной вывозке леса в хлыстах: Дис... канд. техн. наук. Л., 1952.- 180 с.

20. Гоптарев С.М. Оценка влияния параметров горных дорог на режим движения лесовозных автопоездов: Автореф. дисс. канд. техн. наук. Воронеж, 1992.- 18 с.

21. Горбачевский В.А. Исследование работы автомобильных лесовозных прицепов-роспусков: Дисс... канд. техн. наук. М., 1951.- 198 с.

22. Горбачевский В.А. Кинематика движения автомобиля с роспуском по кривым в плане //Тр./ЦНИИМЭ. - 1956, - Вып.3.-С. 38-25.

23. Гостев К.А. Совершенствование аэродинамических свойств магистрального автопоезда: Автореф. дисс. канд. техн. наук. М., 1997. - 22 с.

22. Гречаников В. А. Автодорожный путь в кривых. М.-Л. :Гос-трансиздат, 1936,- 36 с.

25. Григорьев С.М. Исследование поворота тракторного агрегата //Сб. науч.-техн. работ /ЛИМСХ. - 1950,- N 7,- С. 27-33.

26. Гухман A.A. Введение в теорию подобия. М.:Высшая школа, 1963.- 252 с.

27. Длин A.M. Математическая статистика в технике. М.:Советская наука, 1958,- 266 с.

28. Добрин A.C. Исследование движения автомобиля по заданной траектории //Тр./НАМИ.- 1966,- Вып. 1,- С. 12-19.

29. Доброгрудский С.0., Соколов Ф.А., Захарова Е.И. Механизмы: Справ, руководство. М. :Машгиз, 1927.- 305 с.

30. Ермилов С.С., Колпаков А.П. Результаты исследований автопоезда с управляемыми колесами полуприцепа //Автомоб. пром-ть,- 1963. - N 9,- С. 28-32.

31. Житов И.М. Теория вписывания подвижного состава в закругления безрельсовых дорог и применение ее к вписыванию лесовозных экипажей: Дисс...канд. техн. наук. М., 1956.- 175 с.

32. Жуков A.B. (БТИ). Исследование динамики лесотранспортных систем с учетом колебаний свисающих концов пакета хлыстов //Изв.вузов. Лесн.журн.- 1971.- N 6.- С.61-66.

33. Закин Я.X. Автомобильные поезда. Развитие конструкций автомобилей. М.:Машгиз, 1955,- 216 с.

33. Закин Я.X. Геометрические параметры сооружений автомобильного транспорта при использовании автопоездов. М.:Авто-трансиздат, 1963.- 33 с.

35. Закин Я.X. Маневренность автомобиля и автопоезда. М.: Транспорт, 1986,- 137 с.

36. Закин Я.Х. Методы анализа маневровых свойств автопоездов. М.:Автотрансиздат, 1961,- 33 с.

37. Закин Я.Х. Основы теории транспортных и специальных автомобильных поездов: Автореф. дисс. канд. техн. наук. М.- Л., I960, - 22 с.

38. Закин Я.Х. Прикладная теория движения автопоезда.-М.:Транспорт, 1967,- 256 с.

39. Замахаев М.С. Переходные кривые на автомобильных дорогах. М.: Транспорт, 1965.- И З с.

30. Захарик Ю.М. Обоснование параметров системы автоматического управления сцеплением большегрузного автопоезда: Автореф. дисс. канд. техн. наук. Минск, 1991,- 16 с.

31. Зимелев Г.В. Теория автомобиля. М. :Машгиз, 1959.- 312 с.

32. Ильин Б.А., Корунов М.М., Кувалдин Б.И. Проектирование, строительство и эксплуатация лесовозных дорог. М.:Лесн. пром-сть, 1971.- 576 с.

33. Карамышев В.Р., Питеев В.Г., Кондратьев Л.Т. Технико-экономическое обоснование сортиментной заготовки леса. ВИНИТИ, N 130-1995. 17 с.

33. Карамышев В.Р., Кретов А.Д., Бородин А.Д. Динамические нагрузки, вызываемые работой размыкающих предохранительных муфт. ВИНИТИ, N 195-1998. 8 с.

45. Киркин С.Ф., Соколов Г.М. Основы теории и расчета эксплуатационных параметров самоходных транспортных машин с воздушной разгрузкой. ВИНИТИ, N 4943-1987. 143 с.

46. Киркин С.Ф., Соколов Г.М. Аналитический метод исследования процесса выхода вездехода типа "Каспий" из воды на лед. ЦБНТИ N 57 РФ Д 8 4. 1984. 31 с.

47. Киркин С.Ф., Соколов А.Г., Соколов Г.М. Особенности расчета выхода вездехода типа "Каспий-2" из воды на лед. ВИНИТИ. N 2388-В95. 22 с.

48. Киркин С.Ф., Соколов Г.М. Транспортные машины с воздушной разгрузкой. Вопросы теории и расчет основных параметров. Тезисы докладов Всероссийской научно-технической конференции "Теория проектирования и методы расчета лесных и деревообрабатывающих машин". М. , янв. 1997г. С. 117-118.

49. Кирпичев М.В. Теория подобия. М.: АН СССР, 1953,- 96 с.

50. Кирпичев М.В. Теория размерности и подобия. Теория подобия и моделирования. М. : АН СССР, 1951,- 346 с.

51. Кишинский М.И. Эксплуатация и ремонт лесовозных дорог. М. :Лесн. пром-сть, 1964.- 402 с.

52. Кишинский М.И. Организация научного исследования в лесной промышленности. М.:Лесн. пром-сть, 1978.- 39 с.

53. Клычков П.Д. О криволинейном движении автопоезда //Ав-томоб. пром-ть.- 1979.- N 1.- С. 15-16.

54. Клычков П.Д. К вопросу о разбивке серпантин на лесовозных автодорогах //Изв.вузов.Лесн. журн.- 1979.- N 3,- С.130-133.

55. Клычков П.Д. К вопросу о разбивке переходных кривых на автомобильных дорогах //Изв.вузов. Строительство и архитектура. - 1979.- N 4.- С. 117-121.

56. Клычков П.Д. Кинематика поворота автомобиля в стесненных условиях //Ав-томоб. пром-ть,- 1979.- N 4,- С. 19-21.

57. Клычков П.Д. Расчет площадок для разворота автопоездов // Промышленный транспорт,- 1979.- N 7,- С.18-19.

58. Клычков П.Д. Исследование особенностей эксплуатационных свойств лесовозных автопоездов. Автореф. докт. дисс. М., 1981.3 4 с.

59. Коган Ю.А. Новый способ сцепки автопоездов//Автомобиль.-1961. - N 9. - С. 12-15.

60. Колпаков А.П. К вопросу расчета привода управления коле-

сами полуприцепа //Автомобильная пром-сть.- 1966.- N 11.- С.23-25.

61. Колпаков А.П. Об угловом передаточном числе управляемых полуприцепов //Автомобильная пром-сть.- 1971,- N 1.- С.28-30.

62. Колпаков А.П. Привод управления колесами длиннообразных прицепов и полуприцепов //Автомоб. пром-сть,- 1969.- N 10.-С. 912.

63. Конаков П.К. Теория подобия и анализ размерностей. Теория подобия и моделирование. М. : АН СССР, 1961.- 312 с.

6 4. Котиков В.М., Гугилев С.М. Технологические процессы и оборудование лесопромышленного комплекса //ГКНК ВНИТЦ. - М.: 1989, 102 с.

65. Котиков В.М. Воздействие лесозаготовительных машин на лесные почвы. Автореф. докт. дисс. М., 1995.-37 с.

66. Кувалдин Б.И. Подвижной состав лесовозных дорог. М. :Лесн. пром-сть, 196 4.- 314 с.

67. Курьянов В.К. Повышение эксплуатационно-экологического уровня лесовозного автомобильного транспорта. Автореф. докт. дисс. М., 1993.-48 с.

68. Курьянов В.К., Соколов Г.М. Методика натурных испытаний лесовозных автопоездов в производственных условиях. // Материалы международной научно-практической конф. "Научно-технические проблемы в развитии ресурсосберегающих технологий и оборудования лесного комплекса" - Воронеж, 24-26 сентября 1998. -С.210-212.

69. ЛазарянВ.А. Динамика вагонов. Устойчивость движения и колебания. М.: Транспорт, 1964. - 264 с.

70. Лахно В.П., Лахно Р.П. Автомобильные лесовозные поезда. М.:Гослесбумиздат, 1961,- 176 с.

71. Лахно В.П. Исследование криволинейного движения лесовозного автопоезда: Автореф. дисс. канд. техн. наук. М., 1972.3 4 с.

72. Леонович И.И. Автомобильные лесовозные дороги. Минск: Высшая шк. 1965,- 396 с.

73. Леонович И.И. Графический метод определения пути следования роспуска при статическом вписывании автомобиля в кривые. //Изв. вузов. Лесн. журн. - 1968.- N 6,- С. 5 4-60.

7 4. Летошнев М.Н. Сельскохозяйственные машины. М.: 19 49.-

562 с.

75. Литвинов А.С. Особенности неустановившегося поворота автомобилей //Автомоб. пром-сть.- I960, - N 6.- С. 1-2.

76. Литвинов А.С. Теория криволинейного движения колесных машин: Дис...канд. техн. наук. М.: 1960.

77. Лысов A.M. Вопросы кинематики и динамики поворота тягача с прицепом. М. 1959.

78. Лысов М.И. Методика определения маневренности автомобиля на поворотах //Автомоб. пром-сть,- 1961.- N 8.- С.15-18.

79. Магнитоэлектрический осциллограф Н-700: Описание и инструкция по эксплуатации. Кишинев, I960.- 30 с.

80. Маковецкий П.В. Смотри в корень! М.: Наука. Главная редакция физико-математической литературы, 1984. - 288 с.

81. Мальцев Г.П. Влияние конструктивных параметров сцепки на силовое взаимодействие автомобиля с роспуском //Тр./ЦНИИМЭ.-1963.- Вып. 44. Строительство и эксплуатация лесовозных дорог. -С. 34-37.

82. Мальцев Г.П. Теоретическое и экспериментальное исследование сцепки лесовозного автопоезда: Автореф. дисс. канд. техн. наук. Л.: ЛТА, 1965. - 26 с.

83. Марголин И.И. Криволинейное движение автопоезда //Автомоб. пром-сть, - 1972,- N 2,- С. 21-23.

84. Мельников В.И., Бутин П.Н. Некоторые итоги экспериментального изучения продольной динамики лесовозного подвижного состава /Изв. вузов. Лесн.журн,- 1971,- N 4,- С. 28-32.

85. Мельников В.И. Вопросы моделирования в лесной технике // Сб.тр./ПЛТИ. - 1952.- N 49.- 46 с.

86. Мельников В.И. Совершенствование подвижного состава для вывозки леса в хлыстах //Лесн. пром-сть,- 1964,- N 11.-С.12-15.

87. Мельников В.И., Соколов Г.М. Аналитическое определение взаимного положения основных элементов лесовозных автопоездов при движении их на криволинейных участках //Изв.вузов. Лесн.журн, - 1972,- N 4,- С. 39-47.

88. Мельников В.И., Соколов Г.М. К исследованию динамики лесовозных автомобильных поездов на кривых //Проектирование, строительство и эксплуатация лесовозных дорог.:Материалы Всесо-юз. науч. конф. Минск, 1972.- С.196-202.

89. Мельников В.И., Соколов Г.М. Пример аналитического определения взаимного положения основных элементов лесовозного автопоезда с прямой дышловой сцепкой при движении его на криволинейном участке: Сб. по обмену произв. и науч. опытом. Йошкар-Ола, 197- С. 112-118.

90. Мэнли Р. Анализ и обработка записей колебаний. М. Машиностроение, 1972,- 368 с.

91. Назаров А.Г. О механическом подобии твердых деформируемых тел. М. : АН СССР, 1965,- 218 с.

92. Никитин H.H. Курс теоретической механики. М.: Высшая школа, 1990. - 608с.

93. Пасхин Б.А. Определение маневровых площадей для автопоездов ЗИС-5 //Автомобиль,- 1931,- N 3.- С. 26-30.

9 3. Патякин В.И. и др. Водный транспорт леса. М.: Лесн. пром-сть, 1985.-335 с.

95. Патякин В.И. и др. Машины, суда и оборудование лесосплава. М.: Лесн. пром-сть, 1983.-386 с.

96. Певзнер Я.М. Теория устойчивости автомобиля. М.: Маш-гиз, 19 37,- 208 с.

97. Петрович 0.В. Обоснование параметров маневренности лесовозного автопоезда с регулируемым устройством управления прицепом-роспуском: Автореф. дисс. канд. техн. наук. Минск, 1995.-19 с.

98. Попов Д.А. Сухопутный лесотранспорт. Л.:Гослестехиздат, 1939. - 313 с.

99. Прасолов Б.А. Взаимодействие автомобиля с роспуском при торможении //Тр./ЦНИИМЭ.- 1963,- Вып. 38. Вопросы лесотранспор-та.- С. 13-17.

100. Пригоровский Н.И. Методы и средства определения полей деформаций и напряжений:Справочник. Машиностроение, 1983.-238с.

101. Ревин A.A. Теория эксплуатационных свойств многоосных автомобилей и автопоездов с АБС в режиме торможения. Волгоград: РПК "Политехник", 1997. -95 с.

102. Речмедилов A.A. Кинематическая теория поворота автомобиля //Вестн. металлопромышленности.- 1928,- N5.- С.13-16.

103. Проектирование, строительство и эксплуатация лесовозных дорог: Материалы Всесоюзной научной конф. Минск, 1972.- 253 с.

103. Ротенберг Р.В., Сиренко В.Н. О колебательных характерно-

тиках человека в связи с изучением системы человек-автомобиль-дорога //Автомоб. пром-сть,- 1972,- N 1.- С. 24-26.

105. Светозарова Г.И., Сигитов Е.В., Козловский A.B. Практикум по программированию на алгоритмических языках. М.: Наука, Главная редакция физико-математической литературы, 1980.-320 с.

106. Седов Л.И. Методы подобия и размерности в механике. М.: Гостехиздат, 1954.- 328 с.

107. Седов Л.И. Методы теории размерностей и теория подобия в механике. М.: Наука, 1977,- 438 с.

108. Соколов А.Г., Соколов Г.М. Расчетная оценка эксплуатационных усилий в сцепке автопоезда повышенной грузоподъемности. ВИНИТИ. N 823-В95. 13 с.

109. Соколов А.Г., Соколов Г.М. Функциональная структура тро-со-блочной сцепки. ВИНИТИ. N 2387-В95. 12 с.

110. Соколов А.Г., Соколов Г.М. К вопросу определения габаритной полосы плоского движения твердого тела. ВИНИТИ, 1995. N1502-B95. 15 с.

111. Соколов А.Г., Соколов Г.М. Математическая модель процесса выхода вездехода "Каспий" из воды на лед. //Тр./МарГТУ. -Вып. 3. Йошкар-Ола, 1996. С.60-61.

112. Соколов А.Г., Соколов Г.М. Исследование наиболее удаленных от мгновенных центров вращения точек эллипса при его качении в условиях задачи П.В.Маковецкого. ВИНИТИ, 1996. N3853-B96. 16 с.

ИЗ. Соколов А.Г., Соколов Г.М. Определение неподвижной центроиды при качении тел заданной формы в условиях задачи В.П.Маковецкого ВИНИТИ, 1996. N 3852-В96. 27 с.

114. Соколов А.Г., Соколов Г.М. Кратность обкатывания тела заданного контура в условиях задачи П. В.Маковецкого. ВИНИТИ, N 636-В97. 36 с.

115. Соколов А.Г., Соколов Г.М. Способы задания плоского движения по геометрическим признакам. Тезисы докладов. Вторые "Ва-виловские чтения". Всероссийская междисциплинарная научная конференция. Йошкар-Ола, дек.1997г. С. 93.

116. Соколов Г.М. Аналитическое исследование геометрических и кинематических параметров криволинейного движения лесовозного автопоезда: Материалы конф. по итогам науч.-исслед. работ за 1973 год, - С. 39-44.

117. Соколов Г.М. Аналитическое исследование динамики криволинейного движения лесовозного автопоезда. - Там же,- С. 45-49.

118. Соколов Г.М. Физическое моделирование криволинейного движения лесовозного автопоезда. - Там же.- С.50-55.

119. Соколов Г.М. Методика экспериментальных исследований криволинейного движения лесовозного автопоезда методом физического моделирования. - Там же.- С.55-57.

120. Соколов Г.М. О режимном коэффициенте поворота лесовозного автопоезда по кривым: Материалы конф. по итогам науч.-исс-лед. работ за 197 4 год./МарПИ. Йошкар-Ола, 1975,- С. 42-52.

121. Соколов Г.М. Аналитическое исследование влияния отклонений размеров крестообразной сцепки на ее работу,- Там же.-С.52-57.

122. Соколов Г.М. Анализ кинематических параметров криволинейного движения лесовозного автопоезда,- Там же,- С.57-65.

123. Соколов Г.М. Результаты модельных исследований криволинейного движения лесовозного автопоезда.- Там же,- С.178-180.

124. Соколов Г.М. Методика экспериментальных исследований криволинейного движения лесовозного автопоезда,- Там же.-С.181-183.

125. Соколов Г.М. Некоторые результаты экспериментальных исследований криволинейного движения лесовозного автопоезда МАЗ-509 + 2-Р-15 + пакет хлыстов,- Там же,- С.184-186.

126. Соколов Г.М. Исследование геометрических параметров плоского движения твердого тела. ВИНИТИ, 1985. N 3310-85. 22 с.

127. Соколов Г.М. Исследование точек подвижной плоскости по геометрическим признакам. ВИНИТИ, 1985. N 3309-85. 34 с.

128. Соколов Г.М. Аналитическое определение габаритной полосы плоского движения твердого тела. ВИНИТИ, 1985. N 3308-85. 21 с.

129. Соколов Г.М. Основы расчета параметров многозвенного лесовозного автопоезда в условиях нестационарных режимов движения на кривых: Дисс... канд. техн. наук. М., 1987,- 243 с.

130. Соколов Г.М., Мазуркин П.М. Расчет профиля фрезы для обработки шпал на роторных станках. ВНИИТЭМР, N 41-МШ89. 1989. 8 с.

131. Соколов Г.М. Математическое моделирование в прикладных задачах механики. Конференция соросовских учителей Республики

Марий Эл. Йошкар-Ола, март 1996г. (доклад 60 мин.).

132. Соколов Г.М. Математическое моделирование и расчет параметров многозвенного лесовозного автопоезда при нестационарном движении на кривых. Научная конференция профессорско-преподавательского состава, докторантов, аспирантов, сотрудников МарГТУ. Йошкар-Ола, май 1996г. С.70-72.

133. Соколов Г.М. 0 роли теоретической механики в подготовке специалистов инженерного профиля. Научно-методический семинар преподавателей теоретической механики вузов России. Екатеринбург, окт.1996г. С.36-37.

133. Соколов Г.М. Задачи математического моделирования нестационарного движения многозвенного лесовозного автопоезда на кривых. Тезисы докладов Всероссийской научно-технической конференции "Теория проектирования и методы расчета лесных и деревообрабатывающих машин". Москва, янв. 1997г. С.9-10.

135. Соколов Г.М. Расчет габаритной полосы лесовозного автопоезда на кривых. Вторые "Вавиловские чтения". Всероссийская междисциплинарная научная конференция. Йошкар-Ола, дек. 1997г. С.93-95.

136. Соколов Г.М. К расчету уширений дорожного полотна лесовозных автомобильных дорого на переходных кривых. Всероссийская научная конференция "Нетрадиционные методы проектирования, строительства и эксплуатации автомобильных дорог". Суздаль, апр. 1998г. С.108-110.

137. Соколов Г.М. Комплексные исследования и расчет параметров многозвенного лесовозного автопоезда в условиях движения на кривых //Материалы международной конф. "Европейские исследования: перспективы развития". - Йошкар-Ола, 9-11 апреля 1998г.

138. Соколов Г.М. Движение лесовозного автопоезда на кривых. Теория. Расчет. Эксперимент. ВИНИТИ. 1998. N 2507-В98, 273с.

139. Соколов Г.М., Курьянов В.К. Особенности расчетов показателей движения лесовозного автопоезда с управляемым роспуском на кривых. ВИНИТИ, 1998. N 2153-В98. 35 с.

130. Соколов С.А. Обоснование конструкции и параметров укороченных тягово-сцепных устройств магистральных автопоездов: Ав-тореф. дисс. канд. техн. наук. М., 1993.- 20 с.

131. Сычев В.П. Повышение синхронности торможения звеньев автопоезда-тяжеловоза путем разработки и применения электро-

пневматического привода тормозов: Автореф. дисс. канд. техн. наук. Челябинск, 1992,- 20 с.

142. Тарг С.М. Краткий курс теоретической механики. М.: Наука, 1968,- 276 с.

143. Терсков Г.Д. Графико-аналитическое определение траектории движения передка при прямолинейном движении ведущей точки //Теория, конструкция и производство сельскохозяйственных машин. : Сб.тр./ВИСХОМ. М.- Л., 1938,- Т.З.- С. 64-69.

144. Усилитель 8АНЧ-7М: Техническое описание и конструкция по эксплуатации 8АНЧ-7МТ0. Кишинев, 1971,- 32 с.

145. Фалькевич B.C. Теория автомобиля. М. :Машгиз, 1963.240 с.

146. Фаробин Я.Е., Якобашвили A.M., Иванов A.M. и др. Трех-звенные автопоезда. М.: Машиностроение, 1993. -223 с.

147. Флоров Е.А. Механическая тяга, тяговые и конструктивные расчеты лесовозных тягачей. Л.:Гослестехиздат, 1935,- 545 с.

148. Хачатуров A.A., Афанасьев В.Л., Васильев B.C. и др. Динамика системы дорога-шина-автомобиль-водитель. М. : Машиностроение, 1976. -536 с.

149. Хадури Г.Ш. Повышение эффективности автопоезда КАЗ-2601 путем подбора передаточных чисел трансмиссии: Автореф. дисс. канд. техн. наук. Тбилиси, 1991.- 15 с.

150. Цейтлин Г.Д., Корчемный П.В., Панасенко H.A. Выбор параметров системы управления колесами длиннообразных прицепов и полуприцепов //Автомоб. пром-сть, 1968.- N 2.- С.24-26.

151. Чиков Я.Н., Пиир А.И. Вывозка леса в хлыстах на автомобилях //Лесн. пром-сть, - 1950.- N П. - С. 29-33.

152. Чудаков Е. А. Теория автомобиля. М.: Машгиз, 1950.- 344

с.

153. Шестаков Б. А. Перераспределение осевых нагрузок лесовозного автопоезда с активным прицепом //Тр./ЦНИИМЭ. Химки, 1984,- Вып. 48: Вопросы лесотранспорта. - С. 38-43.

154. Шиклов Е. К вопросу о сцепке автопоездов //Автомобиль.-1953,- N 2,- С. 16-20.

155. Щепин Б.Ф. Автопоезд для двух пакетов хлыстов //Лесн. пром-сть, 197 4,- N 12,- С. 21-25.

156. Щукин М.М. Сцепные устройства автомобилей и тягачей. М., Л.: Машгиз, 1961.- 207 с.

157. Эйгенсон JI. С. Моделирование. М. : Сов. наука, 1952.-272с.

158. Эрбеков Ш.И. Повышение топливной экономичности и производительности автопоездов путем уменьшения аэродинамического сопротивления движению: Автореф. дисс. канд. техн. наук. М., 1993,- 17с.

159. Яблонский А.А., В.М.Никифорова. Курс теоретической механики. ч.1. М.: Высшая школа. 1966.- 386 с.

160. Яковлев Н.А., ДиваковН.В. Теория автомобиля. М.:Высшая школа, 1962.- 300 с.

161. Янушко В.В. Снижение вибронагруженности лесовозных автопоездов при негрузовых пробегах на основе совершенствования устройств перевозки роспусков: Автореф. дисс. канд. техн. наук. Минск, 1991,- 21 с.

162. Unguendoli Mareo. Detemlnazlone sperlmentale del percorso In curva dl alcunl veilcol //Riv.strada.- 197 2.- 33,-N395,- s.623-626.

163. Vergrossern durch verkleinern // Fahrzeng und Kaross.-1983,- 37,- N 11-8, 10-11.

162. Dynamics of donble bottom commercial vehicles. Vanderploeg M.J., Bernard J.S. //Int.J.Veh. Des.- 1985.- 6 - N 2. - p. 139-120.

165. The Static Stadility of Articulated Commercial Vehicles Fancher Paul S. //vehicle Syst. Dyn. - 1985.- 12.- N 3-6.- p. 201

166. Sokolov G.M. Mathematical model-operation of unstatlc hotlon of timber articulated lorry through curvilinear iiays. Hungary. Flnno-ugricdays of mechanics. 1995.