Забавников Н.А. - Основы теории транспортных гусеничных машин (1066287), страница 17
Текст из файла (страница 17)
Замечено, например, что прн динамическом приложении нагрузки способность грунта противостоять ей увеличивается из-за гидростатического эффекта (частицы воды не успевают выжиматься нз пор грунта). Сама нагрузка в данной, точке грунта сильно изменяется при прохождении катка. Последнее углубляется разницей давлений, производимых одним звеном благодаря наличию на нем выступов и впадин. Нагружение прн прохождения очередного опорного катка машины будет вызывать изменение первоначальных качеств грунта, очевидно, тем больше, чем больше величина пластических деформаций.
Движение машины по неровностям грунта будет сопровождаться колебаниями подрессореиного корпуса, так же значительно изменяющими нагрузки на отдельных катках. Все эти явления делают задачу исследования напряженного состояния и деформации грунта нод гусеницей весьма трудной. уз 3. Давление на опорную поверхность гусеницы н погружение гусеничной машнпы Прн использованпн пластинчатого штампа для снятия характеристики грунта среднее давление оказывается достаточно хорошим критерием оценки погружения штампа.
В то же время использование среднего давления для определения погружения гусеницы по тем же характеристикам в большинстве случаев дает приближенный результат, пригодный для получения в дальнейшем качественных зависимостей. Вьппе прнводилнсь примеры затруднительности опенки проходимости гусеничной машины по среднему давлению.
Они соответствуют случаю движения машины на очень мягких грунтах, имевгцих достаточно болыпую глубину залегания. Однако при более распространенных грунтах, на которых гусеничная машннй' не имеет столь больших погружений, давление по длине гусеницы может измениться вдовольно больших пределах. Это объясняется продольной гибкостью гусеницы и конечным числом опорных катков. Рассмотрим распределение дав» ленив о по длине гусеницы и погружение машины на грунте, отвечающем зависимости (%). При этом, р .зб используя наблюдении из практики, заранее следует предположить, что эпюра о и осадка машины должны зависеть от степени натвженив гусеницы, конструкции ходовой части и свойств самого грунта, Примем, что ту~винца представляет собой абссшютно гибкую н нераствжимую ленту, скорость движения «е равна нулю, а расстоинне между опорными хатками достаточно велико, так как дли участка ленты, соприкасающегося с катком, полученные зависимости будут и»действительны.
Если опустить машину с гусеничными лентами па недеформироианный мнгкий грунт, то линия коктакта ленты с грунтом будет иметь иид, показанный на рис. Зб, а. Такая линни контакта возможна только при соблюдении двух дополнительньп условий: 1) гусеничная лента должна иметь»слабину» натижеиии по обводу, благодаря которой дуга 3» всегда больше расстоянии 3; 2) грунт обдирает достаточно болыпой упругостью, обеспечиашощей непрерывный контакт на всей дание ленты.
Следовательно, разность Я вЂ” Б определиетсл соответствующим предварительным натиженнем гусеничного обвода. Заметим, что при бесконечно большом натяжении гусеничной ленты о» = Я проделанный ниже вывод теряет физический смысл, так как опорнаи ветвь гусеницы преирашаетсн в абсолютно жесткую пластину, нагружающую грунт равномерно во всех точках. Осадка грунта прн этом в любой точке подчннветси зависимости (%). Абсолютнаи гибкость лепи н упругая деформации грунта приводят к тому, что нагрузка, передаваемая иа грунт различными участкамц ленты, будет неодинакова. Благодари нерастижимости ленты в ней возникнут внутренние растигивающие 74 усилия, Примем, что общая нагрузка, передаваемая иа грунт участком ленты между катками, равна 6, ось х расположена в плоскости иедеформированного грунте, а качало координат совпадает с точкой отсчета осзаки д.
Необходимо найти уравнение дуги з виде функции г = г 1х) и минимальную осадку Ь, имея заданными качество грунта А„ ширину гусеницы З и расстояняе В. Тогда зпюра дазленкй по длине опоркой ветви опредеантся зависимостью (95). На рнс. 36, б зыдевен участок гусеничной ленты. Прн действии растягивакицих сил Р и Т н вертикальной реакцип грунта 9г этот участок находится в разновески.
Поэтому уравнения проекций сил имеет вид Р— Т соз о = О; йт — Т з1п о = О. Тогда ()г от ю:тй$ т Р ах С другой стороны, при ширине гусеницы з, используя формулу (96)„можем записать Приравнивая правые частя, получим дифференциальное уразнение Р— = доз.' озз охз решение этого дифференциального уравнения известно н имеет вид Используя первую производную решения — н само решение при х = О, когда дз ох бх $ — = О и з * й, найдем что А = В= —. Тогда ~Ь 2 д ~ х ~/ — -з )Г~ —,, ) плн, применяя гиперболическую фушшию, х = д с)г ~ ~/ — х) .
При заданном грунте й и абсциссе х полученное выражение содержит трн неизвестных з, Д н Р. Поэтому необходимы дополнительные ураввевня. О Нагрузяа —, приходящаяся ва половину длины ленты между катками, — = й ) 9 ~Ь = йо ) а <Ь = Азл ) сп ) ~/ — х) Фх О г г !-*У йв влн после интегрирования 6 = 26 Р ЯР й~ ~~/ — Ю) . Минимальная деформапия грунта определяется при известных параметрзк машины, разиостя 8з — 8 н данном качестве грунта. После определенна Ь нз уравнения (93) Р=Ийх ~/ Располагаю й и Р, можно по уравнению (93) определнть з для любого х и соответствующее ему давление яа грунт по формуле (95). Выведенные формулы имекп каче.
огненный характер. Из формулы ((О!) следует, что с увеличением твердости грунте или ком(зрнпиеята д деформация грунта в осадка машины уменьшаются р Рис. 33 Рнс. 37 . (рнс. 37, а и б). Следовательно, осадка под последующим катком будет всегда меньше, чем под предыдущим. Если принять Ь = О, то зто оиазызается возможным только на определенных грунтах, у которых Случай Ь= 0 соответствует зпюре деформаций я удельных давлений нв рис. 37, б. С уаевнченнем твердости грунта средняя часп пролета гусеницы перестает оказывать дзвлеике на грунт (рис.
37, е). Чем больше й, тем в большей степени вес машины передается на грунт участками гусеницы, расположенными под катками. Пра бесконечно большом натяжении гусеницы по формуле (96) з = д. Гусеница иа всей длине погружается иа одинаковую величину я имеет давление, раиюе б среднему, так как и формуле ((О!) Юз= 5, а ай= — илк о= оср = сопы. 2ьв Однако, кзк только что было выяснено, зто положение несправедливо для твердого грунта, прв котором г = й =- О.
Графики распределения давления на рис. 37 по своему характеру совпадают с экспериментальными кривыми, показанными на рпс. 33. Штриховые участки теоретических кривых и на рис. 37 соответствуют участкам облегания катка лентой, для которых полученные выражения несправедливы, Для эвенчатой гусеницы выведенные закономерности, строго говоря„использовать невозможно. Звено является жесткой пластиной и поэтому способствует выравниванию давления на грунт, если сила нагружения от опорного катка приложена центрально (рис.
39). 77 Если же ось катка расположена над шарипром, то картина распределения давления изменяется, однако его общий характер по длине опорной ветви гусеницы остается прежним. Об этом свидетельствует вид экспериментальной эпюры на рис. 38„а также сравнение эпюр на рис. 39 и 37. При этом на рис. 39 принято, что для заенчатой гусеницы, в первом приближении, возможна линеаризация эпюры распределения удельного давления по длине опорной ветви гусеницы П ). Зпюра на рис. 39, а соответствует твердому + грунту и на рис. 39, б — мягкому.
И при звенчатой гусенице уменьшение коэффициента й, характеризующего ! качество грунта, приводит к выравниванию эпюры давлений, При оценке проходимости, как свидетельствуют полученные результаты„ среди) нее давление характеризует качества гусеничных машин очень приближенно. Весьма приближенным является также допущение о прямоугольной расчетной эп1оре давления гусеницы на грунт (см. рис. 34)„ даже для мягкнхэ грунтов. Зто допущение обыч-, но обосновывается преимущественным движением гусеф~ иичных машин на . мягких грунтах. Оно может быть ряс зв использовано в дальнейших расчетах(например, в теории поворота) только при экспериментальном определении некоторых коэффициентов, содержащихся в формулах, непосредственно на существующих гусеничных машинах.
Таким путем можно значительно уменьшить погрешность указанного допущения. Попутно следует заметить, что из уравнения (100) можно получить формулу коэффициента й, характеризующего качество грунта; 2 М (Л + О 41 Р 8 (ле — 3) В принципе эта формула может быть использована для опытного определения й данного грунта непосредствеяно на гусеничной машине. Последнее целесообразно, так как должно привести к уменьшению погрешности от использования уравнения (95) для теоретической оценки некоторых явлений взаимодействия гусеницы с грунтом.
73 4, Влияние конструктивных параметров Опубликонанные теоретические и экспериментальные исследования позволяют сделать некоторые выводы о влиянии конструктивных параметров на процессы взаимодействия гусеницы с грунтом, которые необходимо учитывать при проектировании машин. Уменьшение вертикальных деформаций грунта или осадки машины благоприятно во всех случаях движения ее на мягких грунтах. Меньшая глубина колеи всегда будет давать меньшее сопротивление движению.
С другой стороны, прн меньшей деформации грунта его физические и механические качества будут ближе к первоначальным, что, в большинстве случаев, более благоприятно для обеспечения роста касательной силы' тяги. При передвижении катков по гусенице происходит возрастание давления в любой точке опорной поверхности. В зависимости от качества грунта максимальное давление может превышать среднее в 2,5 раза и более и, конечно, приведет к увеличению осадки.
Поэтому выравнивание эпюры давлений по длине гусеницы является весьма желательным. Как было показано в предыдущем разделе, на одном и том же грунте это выравнивание до некоторой степени возможно путем увеличения натяжения гусеницы. Однако увеличение натяжения гусеницы рационально до известного предела, после которого внутренние потери в ходовой части начинают очень сильно расти. К выравниванию давления и уменьшению осадки ведет также увеличение числа опорных катков машины.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
