Автореферат (1024752), страница 6
Текст из файла (страница 6)
Поэтому рассмотрим более подробно методикурасчета эффективности специальных шасси по снежному полотну пути с учетом22изменчивости характеристик в течение зимнего периода. Для расчетапроходимости машин целесообразно использовать подход, описанный в работахпрофессора Барахтанова Л.В. Совместное рассмотрение зависимости запасасилы тяги от высоты снега и тяговой характеристики машины позволяетпостроить поверхность проходимости в зависимости от высоты снега и скоростидвижения машины.Рисунок 10.Блок-схема методики моделирования динамики ПКМДля расчета тяговой силы и сил сопротивления нужно знать нормальные исдвиговые напряжения, наиболее удобной математической моделью дляснежного полотна пути являются зависимости:1 1 ,q h 1 hhmax 0,8e K l c0 A Bqtg0 .Для расчета сил, возникающих при движении колесной машины по снегу,целесообразно использовать методику расчета, предложенную Беляковым В.В.,для гусеничных машин – Барахтановым Л.В.
Рассмотрев аналитическиезависимости для расчета сил сопротивления, сцепления, запаса силы тяги,тяговой силы и зная параметры снежного покрова и параметры машины, можнооценить эффективность движения машины в течение зимнего периода.123Для расчета проходимости, подвижности и эффективности шасси ПКМ поснегу в стохастической постановке для начала необходимо задаться параметрамиснега в каждый момент времени. Для описания наступления совместногособытия, а именно сочетания всех возможных значений высоты и плотностинеобходимо ввести матрицу состояний снежного покрова размерностью,где ij-й элемент представлен в виде( – плотность i-гоэлемента;- высота -го элемента,- вероятность сочетанияи,определяемая как произведение вероятностей соответствующих элементов).Задаваясь параметрами машины, исследуют возможность ее движения и силовыефакторы.
Принципиальная блок-схема приведена на Рисунке 11.Рисунок 11.Блок-схема методики расчета эффективности ПКМ по снежному полотну пути сучетом изменчивости характеристик в течение зимнего периодаКритерий по потере подвижности можно определить как вероятностьвозможного времени движения шасси в течение зимнего времени без потерипроходимости:, где– накопленная вероятность вмомент времени , определяется исходя из возможности движения с заданнымипараметрамии. Фактически можно определить из следующихсоображений:,24где– запас силы тяги.В соответствии с предложенной методикой были проведены расчеты дляПКМ на колесном и гусеничном ходу на прилегающих территориях берегазалива Терпения о.
Сахалин.Анализ показал, что его эффективность с точки зрения возможностипередвижения в зимнее время составляет для ПКМ с колесным движителем0,34, с гусеничным –0,70. Вероятность передвижения по декадампредставлена на Рисунке 12.Материалы данной ипредыдущих глав позволилиразработатьметодпроектированияшассикомплексовмониторинга,работающих в условияхбереговыхзониобеспечивающихбезопа–сностьсоциальноэкономической,экологической и хозяйственнойдеятельности на приморских(береговых) территориях иРисунок 12.прилегающихакваториях.Вероятность передвижения по декадам ПКМ сБлок-схема метода показанаколесным гусеничным движителямина Рисунке 13.Данный метод содержит следующие разделы.
На основании потребности вобеспечении безопасности в той или иной деятельности (рассмотрено в главе 1)формируются требования к месту и времени мониторинга и кисследовательскому оборудованию.Зная место и время проведения мониторинга, определяют типповерхности, на которой будет работать исследовательский комплекс. Это можетбыть либо песчано-гравийное опорное основание (рассмотрено в главе 2), либоснежное полотно пути (рассмотрено в главе 3). При необходимости проводятдополнительные замеры характеристик берега. Требования к оборудованиюдают данные по необходимым габаритам шасси и массе перевозимого груза. Этопозволит определить основные параметры шасси на основании регрессионныхуравнений соотношения параметров машин (рассмотрено в главе 4).После выбора исходных данных производят анализ конструкций с точкизрения выбора рациональных параметров конструкции для заданных условийэксплуатации (рассмотрено в главе 5).
Сначала оценивают конструкцию с точкизрения отсутствия потери проходимости и выбирают приемлемые варианты.Далее производят оценку и выбор алгоритмов управления распределенияпотоков мощности по движителям. Используя полученные данные, оцениваютвозможности времени автономного движения. При этом выбирают машину снаименьшим расходом топлива. Далее оценивают подвижность вариантов шасси25ПКМ по критерию вероятности возможного времени движения шасси в течениезимнего времени без потери проходимости.Рисунок 13.Блок-схема метода проектирования шасси подвижных комплексов мониторинга,работающих в условиях береговых зон и обеспечивающих социальноэкономическую и экологическую безопасность, а также хозяйственнуюдеятельность на береговых территориях и прилегающих акваториях26Таким образом, указанная последовательность действий позволяет датьрекомендации к рациональным конструкциям шасси подвижных комплексовмониторинга, работающих в условиях береговых зон и обеспечивающихсоциально-экономическуюиэкологическуюбезопасность,атакжехозяйственную деятельность на береговых территориях и прилегающихакваториях.В соответствие с предложенным методом были разработаны различныетранспортно-технологические машины и мобильные робототехническиекомплексы, в том числе автономный мобильный робототехнический комплекс(АМРК) для мониторинга прибрежных зон.
В мае-июне 2016 г. на побережье о.Сахалин были проведены экспериментальные исследования АМРК, которыепозволили оценить эффективность принятых технических решений, алгоритмовфункционирования подвижных комплексов мониторинга в береговых зонах.Проведенные экспериментальные исследования по замерам силсопротивления движения и силы тяги позволяют сделать вывод, что разбросизмеренных значений составил не более 10%. При этом при анализе отклоненийобобщенныхфункцийсопротивленияисцепления,полученныхэкспериментально, от средних значений, полученных теоретически, составляютне более 13%, а сами значения лежат в интервале от 5 до 95% вероятностей.Результаты и выводы1.
Разработан метод проектирования шасси подвижных комплексовмониторинга береговых зон для обеспечения социально-экономической иэкологической безопасности, а также хозяйственной деятельности на береговыхтерриториях и прилегающих акваториях. Данный метод основан на результатахпроведенного анализа существующих технических решений комплексовмониторинга береговых зон, методов создания высокоподвижных транспортнотехнологических систем, а также разработанных научно-технических решений.2.
Разработана классификация трасс в береговых зонах как полотна путидля транспортно-технологических машин. Обоснованы классификационныепризнаки береговых зон, связанные с геологией, теорией движениятранспортных средств, с размерами водного объекта, типом грунта, наличиемрастений, с учетом движения в зимнее время года, наличием подъезда и съезда кберегу, наличием и размером поперечного уклона берега, с постоянствомхарактеристик движения, изменением влажности, учетом изменчивостихарактеристик во времени, с учетом формирования.3.
Установлено, что в береговых зонах доминантными опорнымиповерхностями являются песчано-гравийные и песчаные территории, а такжеснежное полотно пути в зимнее время года.4. Разработана методика получения данных физико-механических и геометрических характеристиках опорных поверхностей в береговых зонах,отличительной особенностью которой является то, что нужно проводить замерыпо линиям поперек береговой линии с расстояние между замерами в 1 м. Этопозволяет оценить характер изменения деформационных и сдвиговых27характеристик грунта по мере отдаления от воды, а также получить данные опоперечных уклонах берега.5.
Проведены полномасштабные экспериментальные исследования врайоне м. Сбодный о. Сахалин с целью получения новых и уточнениясуществующих данных об условиях функционирования специальных шассиподвижных комплексов мониторинга для этих территорий.5.1. Получены новые аналитические зависимости, характеризующиеизменение сопротивления пенетрации для участков песчаного и песчаногравийного пляжей. Доказано, что закон распределения сопротивленияпенетрации на протяженных участках береговых зон подчиняется нормальномузакону распределения. Установлено, что для песчано-гравийоного опорногооснования среднее значение сопротивления пенетрации составляет 75 Н/см2(параметры распределения4,2, а0,46), для песчаного – 60 Н/см2(параметры распределения4, а0,42). Данные зависимостииспользуются для расчета основных параметров грунтов: модуля деформации;угла внутреннего трения; внутреннего сцепления, входящих в большинстворазработанных на сегодняшний день математических моделей движения помягким грунтам в береговых зонах.5.2.
Получены новые аналитические зависимости для определенияпродольных углов наклона береговых зон. Доказано, что закон распределенияуклонов подчиняется нормальному закону распределения. Произведен учетвлияния участков с растительностью в характер поперечных уклонов дляпесчано-гравийных участков пляжей. Установлено, что для песчано-гравийногопляжа средние значения уклонов составляют порядка 7º, со среднимквадратичным отклонением, для песчаного 4º и.5.3. Разработаны новые модели для описания микропрофиля береговыхзон, позволяющие моделировать поверхности берега и прилегающих территорийс имеющимися дискретными препятствиями (камнями, валунами и пр.).Установлено, что зависимость числа неровностей от их протяженности, а такжеразмеры между неровностями подчиняются показательному законураспределения.Разработанановаямодель,учитывающаяхарактермакропрофиля, сочетающего равнинные и холмистые участки дорог в береговыхзонах.6.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
