Исследование вязкоупругого состояния почвы по воздействием активной поверхности почвообрабатывающего катка

Универсальные комбинированные почвообрабатывающие агрегаты совмещают несколько технологических операций. Заключительную операцию по обработке почвы выполняет почвообрабатывающий каток, работающий по взрыхленной почве. Равномерное уплотнение подповерхностного слоя способны создавать почвообрабатывающие катки с активной рабочей поверхностью. Поверхность катка, содержащая упругие элементы способствует увеличению вертикальной нагрузки. Предпочтительным считается ударное нагружение, характеризуемое интенсивным воздействием на почву. Преимущество такой конструкции катка заключается в интеграции внешнего нагружения и автоматической настройке на рациональный режим работы. Исследование процесса уплотнения почвы может быть проведено по аналогии с процессом трамбования грунтов. Для исследования процесса уплотнения рыхлой почвы посредством ударного нагружения и отыскания величины уплотненного слоя необходимой плотности предложена модель системы «рабочий орган - элементарный объем почвы». Модель системы включает массу рабочего органа m, массу деформируемого объема почвы М, элемент жесткости почвы С, и элемент вязкости почвы В. Деформируемый сжатием объем почвы представляет собой усеченный конус с высотой h. Изначально возникают сжимающие напряжения в почвенном объеме непосредственно в точках контакта с рабочим органом. Затем мгновенно происходит разрушение крупных комков почвы со смещением (уплотнением) поверхностных частиц. Далее, измельченные частицы почвы передают давление на соседние, вовлекая все больше частиц с боковым расширением. В результате деформации сжатия формируется уплотненный подповерхностный слой требуемой плотности. Предложенная модель может выступать в качестве первого приближения для дальнейших, более детальных и расширенных исследований напряженно-деформированного состояния почвы с возможностью определения зависимостей конструктивных параметров и режимов работы почвообрабатывающего катка.

почвообрабатывающий каток, активная поверхность, ударное нагружение, модель системы, уплотненный слой почвы