Диссертация (1024753), страница 16

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 16)

А именноотклонение высоты снега на одинаковых участках, связанное с особенностямимикропрофиля опорного основания. Необходимо отметить, что средниезначения высоты останутся постоянными на характерном однотипном участке.На Рисунке 3.28 показан пример распределения высоты снега по мерномуоднотипному участку.[68]Рисунок 3.28.Пример изменения высоты снега на однотипном участке и зависимости дляопределения остальных характеристик снега в зоне контакте движителя сопорным основанием.Отклонения от средних значений максимальной высоты снега порезультатам маршрутных снегосъемок [152], полученные на основаниистатистического анализа могут быть рассчитаны по зависимостям, причем дляминимального и максимального значений отклонений они одинаковы:1380,5 H , если H  30 см.H   15, если H  30 см(3.9)Для 5(95)% вероятности:H 301 e 0,5 Hσ, если H  30 см,H  0,5 H e σ, если H  30 см(3.10)где σ - среднее квадратичное отклонения σ  6 см.На Рисунках 3.29 и 3.30 цифрами показаны: 1- средние значенияотклонений, 2 – максимальные значения отклонений с 95% вероятностью, 3 минимальные значения отклонений с 5% вероятностью.Изменение высоты на однотипных участках вызвано особенностямимикропрофиля и может быть использовано для более точной оценкипроходимости, подвижности и эффективности.

Но так как «проблемные»участки можно преодолевать по инерции из-за их непродолжительности, то врасчетах их можно не учитывать.Рисунок 3.29.Отклонения от средних значений максимальной высоты снега по результатаммаршрутных снегосъемок.139Рисунок 3.30.Отклонения от средних значений минимальных высоты снега по результатаммаршрутных снегосъемок.Зная статистические характеристики снега: плотность и высоту залеганияв течение года, а также продолжительность и сроки начала сезона в разныхрайонах рассматриваемой территории можно все остальные параметры,необходимые для оценки подвижности, проходимости и эффективности машин,получить исходя из плотности ρs, (например, жесткость Ks, связность С и уголвнутреннего трения φ) [52, 116, 143].3.6. Взаимосвязи плотности и продолжительности залегания снежного покрована жесткость, связность и угол внутреннего тренияВ соответствии с работами [52, 116, 143, 159] обобщающие зависимостидля определения жесткости, связностии угла внутреннего тренияснега взависимости от продолжительности залегания снежного покрова будутвыглядеть следующим образом:К r tc   e j0 b j ρ tc  j s,(3.11)140С tc   e j0 с j ρ tc  j s, tc   sj 0 d j ρtc  j ,где b j , c j , d j , , - эмпирические коэффициенты [52].Зная, как меняется плотность снега в течение зимнего периода, покажем,как меняются жесткость, связность и угол внутреннего трения.Рисунок 3.31.Зависимость изменения коэффициента жесткости снега от времени (декады)141Рисунок 3.32.Зависимость изменения связности снега от времени (декады)Рисунок 3.33.Зависимость изменения угла внутреннего трения снега от времени (декады)142На Рисунках 3.30–3.32 показаныкривые: 1,2, 3– значениясоответствующие 50%, 5% и 95% вероятностям возникновения.Однако в период снеготаяния данные зависимости не в полной мереотражают действительность и требуют уточнения, так как на характеристикиснега оказывает влияние вода, содержащаяся в снеге.

И все параметры зависятот влажности.Как показали исследования, то при нарастании влажности в снегепроисходит при среднесуточной положительной температуре. По графикам,отражающим статистические данные о высоте снега [69], началом снеготаянияявляется уменьшение высоты снега.Наосновании[139]можнопредложитьзависимостьизменениявлажности снега в зависимости от плотности (см. Рисунок 3.34).Рисунок 3.34.Зависимость плотность от влажности. Точками показаны экспериментальныеданные, линиями – теоретические143Приведенныезависимостихорошоописываютсяэмпирическимизависимостями:w  K w w  0 ,w     0 K w1 ,(3.12)1K w  i 0 k i 0 i ,где w - зависимость плотности от влажности (10-2 г/см3), w – зависимостьвлажность от плотности, 0 – плотность снега на момент на момент началатаяния, при нулевой влажности (10-2 г/см3), K w - коэффициент учета влажности(10-2 г/см3), k i - коэффициенты учета влияния плотности на момент началатаяния, k1  0,022, k 2  e  1 (10-2 г/см3) ,w– влажность.Среднее квадратичное отклонение для предложенных зависимостейсоставляет 0,02 г/см3, относительная погрешность составляет не более 6,5 %.В соответствии с приведенными зависимостями и зависимостями изработ [68, 69], проанализируем, как меняется влажность в зависимости отусловной продолжительности зимнего периода.Анализ графиков влияния влажности на плотность, а также среднихзначений плотности в зависимости от условной продолжительности зимнегопериода [68, 69] показывает, что в рамках рассматриваемого периода роствлажности снега, исходя из условия соответствия нарастания плотности полинии характерной для определенной постоянной вероятности, составляетпорядка 8%.

Но, в соответствии с анализом изменения плотности (помноголетним наблюдениям), было сказано [69], что она может лежать в разныхзонах вероятностей в соседних декадах. Принимая это во внимание, роствлажности при самом интенсивном таянии составляет порядка 13%. Отметимтакже, что дальнейшее увеличение влажности имеет место. Но это происходитв последнюю декаду, к концу которой он полностью тает и поэтому эти данныев статистику не входят. Такие выводы также подтверждаются опытомэксплуатациивездеходнойтехникиимноголетнимиисследованиями,144проведенными в «Нижегородской научной школе» и констатирующими, что 1-2последних недели лежания снега являются полностью не проходимыми длябольшинства транспортных средств.

Тем более, как показывает практикаработы на грунтовых дорогах, в этот период не целесообразно использованиетехники, так дороги «разбиваются» (это связано с высокой влажностьюгрунтового основания). Отметим также, что для моделирования снежногопокрова в указанный период, когда происходит значительное изменениеструктуры и текстуры снега нужно проводить дополнительные исследования сцелью возможности прогнозирования подвижности ТС на местности. При этомцелесообразно использовать исследования по структуре и текстуре снежногопокрова «Лаборатории лавинных и селевых процессов», Сахалинского филиалаДВГИ ДВО РАН [162-164].Таким образом, можно сделать допущение о том, что в рамкахпредлагаемой теории можно использовать формулы взаимосвязи параметровбез учета влажности, так как до 12-13% это вполне допустимо [116, 117].3.7.

Концептуальная схема формализации области контакта движителя соснегомИспользуя предложенные методы и подходы к моделированию снежногопокрова можно предложить следующий подход. Рассматривая зону контактадвижителя с опорным основанием, можно прийти к следующей обобщеннойструктурной схеме (Рисунок 3.35). В работе [68, 98, 116] показан принципприведения удельных нагрузок  i в зоне контакта к результирующим реакциямPi с переносом к оси привода и присоединением соответствующих реактивныхмоментов M i , то естьPi    i d  , M i   li  i d  , ,где li - плечо приведения удельных нагрузок к оси привода.145Рисунок 3.35.Схема формализации области контакта движителя машины независимо от еготипа [68]На данном уровне формализации возможно описание взаимодействиядвижителя машины с материалом полотна пути независимо от его типа.

Каквидно из Рисунка 3.35 расчет сил и моментов на движителе производится потем же зависимостям, но с учетом истории нагружения для каждогоэлементарного участка зоны контакта.Таким образом, рассматривая глобально подвижность по проходимостиТТМ по снегу на территории России, и постепенно разбивая территорию наменьшие участки, получилось что, в принципе, используются одни и те жезависимости,носучетомдополненийрассматриваемого участка. В результатеучитывающихдискретизациюможно выстроить иерархическуюмногоуровневую структуру определения подвижности ТТМ, обладающуюпризнаками самоподобия (Рисунок 3.36) [68, 116].146Рисунок 3.36.Иерархическая многоуровневая структура определения подвижности по снегутранспортно-технологических машин. [68]3.8. Выводы по главе1. Проведен обзор исследований по снегу как полотну пути длятранспортных средств и подвижных комплексов мониторинга.2.

Проанализированы особенности формирования снежного покроватерритории России. Показано, что за последнее время изменились тренды всроках продолжительности залегания снежного покрова, а также максимальнойвысотыснежногопокрова.Поэтомунеобходимосоставлениеновыханалитических моделей.3. Обоснован выбор экспериментальных данных для составлениястатистических моделей снежного покрова как полотна пути для ТТМ и ПКМ.1474. Разработана новая статистическая модель изменения высоты иплотности снега на территории России. Более подробно рассмотреныизменения параметров снега на примере Нижегородской области и о. Сахалин.5.Приведеныновыеаналитическиезависимости,учитывающиеособенности формирования снежного покрова в зависимости от ландшафтаместности.6.

Проанализировано влияние микропрофиля на изменение высоты снегана однотипном участке. Приведены новые аналитические зависимости.7. Проанализирована взаимосвязь плотности и продолжительностизалегания снежного покрова на жесткость, связность и угол внутреннеготрения. Предложены новые аналитические зависимости для связи плотности ивлажности снега.Анализ условий движения по береговым зонам позволил выделитьосновные характеристики дорожно-грунтовых оснований как в теплое времягода, так и в зимний период. Данные параметры могут быть использованы длямоделирования.

Но также для моделирования необходимо знать начальныеусловия, а именно массовые, геометрические, мощностные и скоростныехарактеристики шасси ПКМ под полезную нагрузку установленных средствмониторинга, оптимизацию которых в дальнейшем нужно производить сучетом условий движения.148ГЛАВА 4. СТАТИСТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ РАСЧЕТА ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ,МАССОВЫХ,МОЩНОСТНЫХИСКОРОСТНЫХХАРАКТЕРИСТИКТРАНСПОРТНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ МАШИНРассмотрим различные конструкции существующих шасси транспортнотехнологических машин (ТТМ) и мобильных робототехнических комплексов(МРК) с целью разработки методики выбора параметровподвиных комплексовмониторинга (ПКМ) включающей учет статистических моделей выборагеометрических параметров, массовых и мощностных характеристик.Исторически сложилось, что в общем количестве ТТМ парк колеснойтехники составляет более 70%.

Характеристики

Список файлов диссертации