Совершенствование конструкции грунтозацепов гусеничных движителей для повышения проходимости в заболоченной местности
Ключевые слова:
грунтозацепы, гусеничные движители, заболоченная местность, проходимость, терамеханика, тягово-сцепные свойства, переувлажненные грунтыАннотация
Проходимость гусеничных машин в заболоченной местности остается критическим фактором эффективности строительных работ в условиях переувлажненных грунтов. Современные исследования взаимодействия гусеничных движителей с мягкими грунтами выявляют недостаточную проработанность конструктивных решений грунтозацепов для обеспечения оптимального баланса между тяговыми характеристиками и минимизацией деструктивного воздействия на почвенную структуру. Представлена концептуальная модель адаптивной конфигурации грунтозацепов, основанная на комплексном анализе терамеханических процессов B системе «гусеничный движитель-переувлажненный грунт». Разработанная методология включает численное моделирование напряженно-деформированного состояния контактной зоны, экспериментальные исследования тягово-сцепных характеристик и оптимизацию геометрических параметров грунтозацепов с учетом реологических свойств заболоченных грунтов. Результаты исследований демонстрируют существенное повышение эффективности проходимости при модификации конструкции грунтозацепов с увеличением тяговой способности на 18- 23% и снижением удельного давления на грунт на 12-15% по сравнению с традиционными решениями. Предложенные конструктивные модификации обеспечивают стабильную работоспособность гусеничных движителей в условиях влажности грунта 25-40% при несущей способности 0,08-0,15 МПа, что соответствует типичным характеристикам заболоченной местности. Практическая значимость исследования заключается в возможности повышения эксплуатационной эффективности строительных машин при работе в сложных грунтовых условиях с одновременным снижением экологического воздействия на природные экосистемы.Библиографические ссылки
Аникин А.А. Разработка научных методов повышения проходимости по снегу особо легких гусеничных машин: дис. ... д-ра техн. наук. Нижний Новгород, 2010. 308 с.
Емельянов А.М. Пути снижения техногенного воздействия гусеничных движителей уборочных машин на переувлажненные почвы: дис. ... д-ра техн. наук. Благовещенск, 1997. 250 с.
Жданович Ч.И., Пинчук В.А., Андреев И.В., Пинчук В.В. Выбор предварительного натяжения резиноармированной гусеницы сельскохозяйственного трактора с упругой подвеской // Известия НАН Беларуси. Серия аграрных наук. 2019. Т. 57. № 4. С. 498-507.
Злобин Е.В. Исследование тягово-сцепных свойств движителя с резиноармированными гусеницами в условиях Дальнего Востока: дис. ... канд. техн. наук. Благовещенск, 2006. 134 с.
Лапик В.П. Механико-технологические основы взаимодействия гусеничных движителей кормоуборочных машин с переувлажненной пойменной почвой: дис. ... канд. техн. наук. Брянск, 2015. 338 с.
Du Y., Chen S., Zhang J., Ding L. Interaction analysis between grouser wheel and sandy terrain using discrete element method // Journal of terramechanics. 2017. Vol. 72. pp. 27-38.
Gee-Clough D. The special problem of wetland traction and flotation // Journal of agricultural engineering research. 1985. Vol. 32. № 4. pp. 279-291.
Ishigami G., Miwa A., Nagatani K., Yoshida K. Terramechanics-based model for steering maneuver of planetary exploration rovers on loose soil // Journal of field robotics. 2007. Vol. 24. № 3. pp. 233- 250.
Nakashima H., Oida A., Linzer N.A., Yang C.H. Experimental and numerical studies on soil-tire interaction // Journal of Terramechanics. 2015. Vol. 62. pp. 15-27.
Oida A., Momozu M., Yamazaki M., Koolen A.J. Parametric analysis of a grouser wheel performance using distinct element method // Journal of terramechanics. 1997. Vol. 34. № 4. pp. 257-282.
Senatore C., lagnemma K. Analysis of stress distributions under lightweight wheeled vehicles // Journal of terramechanics. 2014. Vol. 51. pp. 1-17.
Sutoh M., Yusa J., Ito T., Nakatani T. Traveling performance evaluation of planetary rovers on loose soil // Journal of field robotics. 2012. Vol. 29. № 4. 33. 648-662.
Wong J.Y., Reece A.R. Prediction of rigid wheel performance based on analysis of soil-wheel stresses, part 1: performance of driven rigid wheels // Journal of terramechanics. 1967. Vol. 4. No. 1. pp. 81-98.
Yokoyama A., Nakashima H., Shimizu H., Miyasaka J. Effect of open spaces between grousers on the gross traction of a track shoe for lightweight vehicles analyzed using 2D DEM // Journal of terramechanics. 2020. Vol. 90. pp. 31-40.
Tepramechanics-based investigation of grouser shape for rigid wheels: Comparison between rectangular and trapezoidal grousers // Cogent engineering. 2020. Vol. 7.
Xiga K., Nakashima H., Shimizu H., Miyasaka J. Shape effects of wheel grousers on traction performance on sandy terrain // Journal of terramechanics. 2018. Vol. 79. pp. 15-27.
