Автореферат (1024752), страница 7
Текст из файла (страница 7)
Разработана методика обработки характеристик снежного покрова какполотна пути для транспортно-технологических машин и ПКМ, отличительнойособенностью которой является то, что следует не учитывать при расчетахсроки, при которых наблюдается наличие нестабильного снежного покрова вначале и в конце зимнего периода.7.
Разработана новая статистическая модель изменения физикомеханических и геометрических характеристик снежного покрова как полотнапути для транспортно-технологических машин, отличающаяся учетомпространственно-временных факторов и особенностей местности. Разработаныновые аналитические зависимости, описывающие стохастическое распределениевысоты, плотности и продолжительности зимнего периода с учетом28пространственно-временных факторов и особенностей местности.
Установленыэмпирические коэффициенты, учитывающие взаимосвязь высоты и плотности спродолжительностью зимнего периода, на примере береговых зон о. Сахалин.Приведены новые аналитические зависимости, учитывающие особенностиформирования снежного покрова в зависимости от ландшафта местности.Установлены коэффициенты, учитывающие влияние типа ландшафта на высотуи плотность снега. Доказано влияние микропрофиля на изменение высоты снегана однотипном участке.
Установлено, что отклонения от средних значениймаксимальной (минимальной) высоты снега: пропорциональны 1/2 от высотыснега до значений 0,3 м; 0,15 м при высотах снега более 0,3 м. Разработаныаналитические зависимости, учитывающие взаимосвязь плотности ипродолжительности залегания снежного покрова на жесткость, связность и уголвнутреннего трения. Разработаны новые аналитические зависимости для связиплотности и влажности снега.8. Разработана методика получения геометрических, массовых,мощностных и скоростных характеристик шасси под полезную нагрузкуустановленных средств мониторинга с целевым использованием в береговыхзонах.9. Разработана методика выбора рациональной и эффективнойконструкции шасси ПКМ при движении в теплое время года.9.1.
Разработана методика оценки конструкционных параметров шассиПКМ и расчета критерия эффективности с точки зрения отсутствия потериподвижности при движении по береговым зонам.9.2. Установлено, что для базового шасси подвижного комплексамониторинга с колесным движителем со следующими параметрами: полнаямасса M а 1000 кг, радиус шины R 0,41 м, ширина шины B 0,32 м,деформация шины при нормальном давлении в шине ш 0,05 R м, количестводвижителей по борту для колесного nк 3 , вероятности движения без потерипроходимости составляет 99% для песчано-гравийного и 98% для песчаногоопорных оснований береговой зоны.
При этом при увеличении полной массышасси на 20% вероятность потери проходимости увеличивается на 4% дляпесчано-гравийного опорного основания (при увеличении массы на 50% – на14%) и на 9% для песчаного опорного основания (при увеличении массы на 50%– на 25%). Снижение массы на 20% обеспечивает полное движение шасси безпотери проходимости. Уменьшение радиуса на 20% приводит к снижениюпроходимости на 6% для песчано-гравийного опорного основания и на 13% дляпесчаного опорного основания, увеличение на 20% обеспечивает полноедвижение шасси без потери проходимости. Уменьшение ширины шины на 20%приводит к снижению проходимости на 8% для песчано-гравийного опорногооснования и на 15% для песчаного опорного основания, увеличение на 20%обеспечивает полное движение шасси без потери проходимости.
Уменьшениедеформации шин на 20% приводит к снижению проходимости на 3% дляпесчано-гравийного опорного основания и на 5% для песчаного опорногооснования, увеличение на 20% обеспечивает полное движение шасси без потери29проходимости. Для шасси подвижного комплекса мониторинга с гусеничномодульным движителем со следующими параметрами: полная масса M а 1000кг, ширина гусеницы B 0,4 м, длина контакта гусеницы L 0,8 м, количестводвижителей по борту nг 2 обеспечивается полное движение шасси без потерипроходимости.9.3. Доказана необходимость применения индивидуального приводадвижителей для шасси комплексов мониторинга, работающих в береговых зонах.Посредством имитационной модели движения в среде Matlab/Simulink проведенанализ эффективности и топливной экономичности многофункциональноговездеходного транспортного средства с ГОТ при разных режимах управленияраспределения мощности в трансмиссии.
Установлено, что эффективностьработы системы управления ГОТ тем выше, чем изменчивее характеристикиопорных оснований, по которым едет машина. Для ступенчатого измененияпараметров полотна пути, характерных для случая движения по поверхности свысокими сцепными свойствами и переездом на участок с низким сцеплением,повышение эффективности и снижение расхода топлива составляют десятыедоли процента. Для случая движения по поверхности с высокими сцепнымисвойствами с чередованием участков с низким сцеплением приращениеэффективности составляет 3-5 %, а расход топлива снижается на 8-14 % взависимости от выбранной схемы регулирования.
Для случая движения поповерхности типа «микст» приращение эффективности составляет 5-10 %, арасход топлива снижается на 11-18 % в зависимости от выбранной схемырегулирования.9.4. Разработана методика моделирования динамики шасси ПКМ и расчетаэффективности по условию минимального расхода топлива (наибольшегопробега) при выбранных рациональных параметрах шасси, обеспечивающихдвижение без потери подвижности, и при выбранных алгоритмах управленияраспределения мощности по движителям, отличающаяся тем, что определяетсявероятность движения без потери проходимости с учетом новых статистическихмоделей опорных оснований береговой зоны.9.5.
Установлено, что для колесного и гусеничного вариантов шасси ПКМрасход топлива при одном и том же пробеге со скоростями 10 км/ч (обусловленыспецификой работы ПКМ) для первого варианта на 17% меньше для песчаногравийного и песчаного опорных оснований. Колесный вариант будетпредпочтительнее с точки зрения расхода при движении по песчаным и песчаногравийным опорным основаниям береговой зоны.10. Разработана методика оценки подвижности и эффективностиспециальных шасси по снежному полотну пути с учетом изменчивостихарактеристик в течение зимнего периода.10.1. Установлено, что для ПКМ с колесным движителем эффективность сточки зрения возможности передвижения в зимнее время составляет 0,34.
Приэтом 25% зимнего периода (в рассмотренных условиях при среднеймаксимальной высоте снега порядка 0,85 м) возможность передвижения шасси сколесным движителем составляет менее 5%.3010.2. Доказано, что в момент интенсивного нарастания снежного покровасредняя предельная высота снега составляет 2/3 радиуса колеса, в моментмедленного нарастания высоты снега предельная высота составляет порядка 1/2радиуса колеса, в дальнейшем предельная преодолеваемая высота снега остаетсятакой же, но определяющим является потеря проходимости из-за вклада отсопротивления днища, поэтому целесообразно увеличивать дорожный просвет.10.3.
Установлено, что для ПКМ на гусеничном движителе эффективностьс точки зрения возможности передвижения без потери проходимости в зимнеевремя составляет 0,7. При этом, если увеличить массу шасси в два раза, тоэффективность с точки зрения возможности передвижения в зимнее времясоставляет 0,64.11.Наоснованиисравнительнойоценкитеоретическихиэкспериментальных данных доказано, что разработанные методики иматематические модели могут быть использованы при разработке ПКМбереговых зон. В результате замера сил сопротивления движения и силы тягиразброс измеренных значений составил не более 10%. При этом отклоненияполученных экспериментально обобщенных сил сопротивления и сцепления отсредних значений, полученных теоретически, составляют не более 13% на всейсовокупности основных поверхностей береговых зон.Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:1.Макаров В.С.
Разработка научно обоснованных технических решений посозданию подвижных комплексов мониторинга береговых зон // Труды НГТУ.2017. № 3. С. 92-98. (0,69 п.л.).2.Макаров В.С. Статистический анализ характеристик снежного покрова //Современные проблемы науки и образования. 2013. № 1. URL:http://www.science-education.ru/107-8289 (дата обращения: 05.02.2013) (0,44 п.л.).3.Характер изменения снежного покрова как полотна пути с учетомнеравномерности его залегания на местности / В.С. Макаров [и др.] //Современные проблемы науки и образования.
2013. № 4. URL:http://www.science-education.ru/110-9696 (дата обращения: 23.07.2013). (0,38 п.л./0,3 п.л.).4.Макаров В.С. Многоуровневая модель снега как полотна пути длятранспортно-технологических машин на примере территории РоссийскойФедерации / В.С. Макаров, Д.В. Зезюлин, В.В. Беляков. Фундаментальныеисследования.
2013. № 10. С. 270-276. (0,44 п.л./ 0,4 п.л.).5.Влияние параметров движителей на показатели эффективности колесныхмашин при движении по снегу / В.С. Макаров [и др.] Современные проблемынауки и образования. 2012. № 5. URL: www.science-education.ru/105-6927 (датаобращения: 29.08.2012). (0,5 п.л./ 0,2 п.л.).6.Метод повышения эффективности движения колесных машин по снегупутем выбора рациональных параметров движителей / В.С. Макаров [и др.]Фундаментальные исследования.
- 2013. - № 10. - С. 1203-1208. (0,38 п.л./ 0,13п.л.).317.Математическая модель поверхности дорожно-грунтовых оснований,насыщенных характерными повторяющимися дискретными препятствиями / В.С.Макаров [и др.] Современные проблемы науки и образования. 2013. № 5. URL:http://www.science-education.ru/111-10472 (дата обращения: 25.10.2013) . (0,5 п.л./0,45 п.л.).8.Новые тенденции в обследовании цунами / В.С. Макаров [и др.]Экологические системы и приборы.