Разработка методов расчета опорно-тяговых характеристик колесных машин по заданным дорожно-грунтовым условиям в районах эксплуатации - Автореферат

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ РАСЧЕТА ОПОРНО-ТЯГОВЫХ ХАРАКТЕРИСТИК КОЛЕСНЫХ МАШИН ПО ЗАДАННЫМ ДОРОЖНО-ГРУНТОВЫМ УСЛОВИЯМ В РАЙОНАХ ЭКСПЛУАТАЦИИ3) разработать методику оценки проходимости при криволинейном движении на грунте многоосной колесной машины, позволяющую учитывать любой тип механической трансмиссии; Научная новизна: - разработан новый метод оценки механических свойств грунтовой поверхности предполагаемого района эксплуатации транспортного средства, основанный на использовании физических характеристик грунтов представленных в вероятностной форме; в качестве источников информации используются многолетние наблюдения на метеостанциях, топографические и почвенные карты, результаты натурных экспериментов; разработана методика оценки взаимодействия колеса с грунтом, учитывающая скорость движения, действие нормальной, продольной и боковой сил, пригодная для колес со всеми известными типами шин; предложен метод оценки взаимодействия многоосного колесного движителя с грунтовой поверхностью с учетом изменения физико-механических свойств грунта в результате прохода колес; коэффициент, характеризующий затухание напряжений в грунте; - ширина контакта шины с грунтом, м; - коэффициент тангенциальной эластичности грунта; - шаг грунтозацепов, м;-сдвиг грунтозацепов, м; - угол между вектором нагрузки и нормалью к поверхности грунта, .Эти зависимости подтверждены экспериментами, проведенными на песке, иле, супеси.Разработана методика оценки эффективности движения многоосной колесной машины в дорожно-грунтовых условиях заданного региона эксплуатации. Эталонный расчетный маршрут разработан на примере ДГУ, характеризуемых грунтом - суглинок и представлен семью характерными участками. Протяженность участков и дорожно-грунтовые условия каждого участка заданы в вероятностной форме. Методики определения максимально возможной скорости движения на участках разные и зависят от деформативных свойств опорной поверхности и ее неровности. Интегральные функции распределения скоростей F(V), среднеквадратических значений динамического хода подвески НДС и вертикальных виброускорений в зависимости от скорости движения для рассматриваемого автомобиля 8х8 на каждом из участков маршрута представлены на рис.В диссертационной работе на основе выполненных автором теоретических и экспериментальных исследований осуществлено решение научной проблемы, имеющей важное научно-практическое и народно-хозяйственное значение, связанное с оценкой проходимости многоосных колесных машин при их движении по неоднородным по площади, неровным грунтовым поверхностям с изменяющейся траекторией движения и позволяющей осуществлять выбор основных конструктивных параметров шасси на стадии проектирования с учетом конкретных дорожно-грунтовых условий района эксплуатации. Разработан метод оценки взаимодействия многоосного колесного движителя с ровным деформируемым грунтом, с использованием универсальной методики оценки взаимодействия колеса с грунтом с учетом скорости движения КМ, изменения инвариант грунта под колесом в зависимости от номера оси. Экспериментально (проведением натурных испытаний в полевых условиях) проверена адекватность расчетных моделей оценки деформативных свойств грунта с помощью физико-механических характеристик совместно с оценкой проходимости полноприводных колесных машин. Установлено, что на грунтах с большой толщиной мягкого слоя () в результате действия колебаний машины средние значения глубины колеи и сопротивления качению увеличиваются, при малой толщине () уменьшаются. Разработана методика, позволяющая на стадии проектирования, проводить оценку статической поворотливости многоосной колесной машины при криволинейном движении на грунте с учетом: типа механической трансмиссии с любыми линейными и нелинейными характеристиками механизмов в узловых точках; затрат энергии на боковой сдвиг шины относительно грунта, на боковое смятие грунта, на трение боковин шины о грунт, на дополнительное увеличение глубины колеи и на боковую деформацию шины.