МАДИ кафедра ДСМ
Аспирант Телешов С.А.,
руководитель проф. Карасев Г.Н.
(Тезисы к докладу на научной конференции.)
Известно, что наиболее надежными методами расчета сил резания и копания грунтов рабочими органами землеройных машин являются эмпирические методы, основанные на экспериментальных исследованиях. Точность аналитических методов пока оставляет желать лучшего. Однако знание этих методов позволит выполнять расчеты для процессов разрушения грунтов, протекающих в условиях, для которых ранее не проводились экспериментальные исследования, позволит создать математическую модель процесса разрушения грунта. Аналитические методы позволяют резко снизить трудоемкость и стоимость последующих экспериментов, трудоемкость расчетов по аналитическим формулам может быть снижена, а точность решений - увеличена благодаря использованию высокопроизводительных средств вычислительной техники.
Известны следующие теоретические формулы для определения силы резания: формула Дрееса, согласно которой, при копании грунта происходит отделение от массива грунтовых тел, называемых "телами скольжения" или "раковинами скола", рассматриваемых как твердые тела, на которые действуют нормальные и силы трения со стороны грунта и ножа, А.М. Холодов усовершенствовал формулу Г. Дрееса, добавив в нее поправочные коэффициенты. Существует формула В.И. Баловнева для  определения сопротивления резанию грунта ножом (отвалом бульдозера) полученная с использованием теории предельного состояния сыпучих сред, формула, предложенная профессором К.А. Артемьевым отличающаяся от формулы В.И. Баловнева тем, что в расчет вводится дополнительно сопротивление сколу и трению по двум боковым поверхностям скольжения. На основе условия прочности А.Н. Зеленина, В.Б. Горовиц разработал приближенное решение системы нелинейных дифференциальных уравнений для условия плоской задачи применительно к таким землеройным машинам, как бульдозеры, скреперы, автогрейдеры и планировщики.
В предлагаемой нами методике сколотый элемент грунта рассматривается как твердое тело, которое скользит по плоскости скола и по плоскости ножа (Рис. 1). На него действуют нормальные силы и силы трения и сцепления со стороны ножа и монолита грунта. На нож действуют силы, вызывающие упругое деформирование грунта, часть энергии которого переходит в пластическое деформирование грунта вдоль поверхности скола.
Ниже (на рисунках 2, 3, 4, 5, 6, 7) представлены графики, на которых сравнивается величина силы резания, посчитанная по разным формулам, при одинаковых условиях: Pз. – по эмпирической формуле Зеленина (что соответствует экспериментальным данным); Pз.г.- по теоретической формуле Зеленина-Горовица; Pтеор. – по формуле предложенной нами с учетом упругих деформаций грунта; Pск.- по этой же формуле без учета упругих деформаций. Как видно из графиков сходимость результатов полученных по предложенной формуле удовлетворительная.
|
|
|
|
Рис. 2 |
Рис. 3 |
|
|
|
|
Рис. 4 |
Рис.5 |
|
|
|
|
Рис. 6 |
Рис.7 |
|
