Оценка уплотняющего воздействия и эксплуатационных характеристик гусеничного трактора на основе реологического подхода

Введение. Определяющим при рассмотрении вопросов взаимодействия гусеничных тракторов с почвой является изменяющееся во времени действие нагрузок на слой почвы, его напряженно-деформированное состояние, которое, в свою очередь, напрямую зависит от его физико-механических характеристик, при оценке которых должен применяться реологический подход, без которого невозможно объяснить многие явления и процессы и выйти на разработку новых интенсивных технологий (с точки зрения критерия минимизации воздействия на почву).

Цель работы – исследовать уплотняющую способность гусеничного трактора в комплектации в различных машинно-тракторных агрегатах, получить графические представления по влиянию тяговой нагрузки на крюке трактора, скорости его движения и перераспределения по опорным каткам массы трактора на изменение плотности почвы за счет развивающихся деформаций, коэффициента сопротивления движению и буксования гусеничного движителя.

Материалы и методы. На основе ранее разработанных общей математической модели, определения путей снижения уплотняющего воздействия движителей гусеничных машин на опорное основание, программ расчета на ЭВМ и проведенной оценки развития деформации и изменения плотности почвы под траком гусеничной машины разработан метод оценки уплотняющего воздействия гусеничного движителя на слой почвы.

Результаты. На основе разработанной методики расчета глубины колеи гусеничного трактора и его буксования в зависимости от скорости движения и смещения центра давления при различной нагрузке на крюке представлены результаты имитационного моделирования процесса с оценкой развития указанных характеристик при использовании известной теории наследственной ползучести упруго-вязко-пластичных материалов. При этом отдельно проанализировано развитие вертикальных и сдвиговых деформаций слоя почвы в области воздействия опорных катков трактора.

Анализ построенных зависимостей позволил выявить ряд закономерностей изменения показателей уплотняющего воздействия гусеничного трактора на почву с оценкой влияния на них основных конструктивных и технологических параметров. Установлено, что учет реологических характеристик слоя почвы и его параметров состояния позволяет существенно повысить точность расчетов вертикальной и сдвиговой деформаций слоя почвы и ее конечной плотности после последовательных проходов опорных катков гусеничного движителя. При этом развитие искомых показателей проявляется неоднозначно под различными опорными катками.

Заключение. Проведенные исследования способствуют оптимальному комплектованию различных машинно-тракторных агрегатов на базе конкретного гусеничного трактора, выполняющих соответствующие технологические операции в тех или иных условиях производства работ с конкретными параметрами состояния почвенного слоя.