Кустарев Г.В. - зав. кафедрой ДСМ МАДИ, к.т.н., профессор, академик Российской Инженерной Академии
1. Исследование влияния параметров рабочего органа, работающего по методу укатки на эффективность уплотнения
Для того, чтобы правильно выбрать каток применительно к конкретным условиям, необходимо определить давления, которые развивается на поверхности контакта его с грунтом, а также найти оптимальную толщину уплотняемого слоя. Это можно сделать лишь в результате анализа взаимодействия катка с грунтом.
Взаимодействие колес повозок с грунтом дороги исследовалось Н.И. Суссом и затем Герстнером. В дальнейшем этот вопрос подробно изучался Н.Н. Ивановым , М.Н. Летошневым , Г.Д. Дубелиром, Бернштейном, А.К. Бируля, В.Ф. Бабковым, Калужским и другими. Многочисленные исследования свидетельствуют об актуальности вопроса, указывают на его большую сложность. Причиной тому, что эта задача еще окончательно не решена служит то, что до настоящего времени неизвестен закон распределения напряжений по поверхности контакта сдавливаемых тел.
Обращаясь к проведенным исследованиям, прежде всего, следует выделить две теории, одна из которых основана на предположении о прямой пропорциональности между давлением и сжатием в отдельных точках на поверхности контакта, а вторая является развитой теорией Герца.
Упрощенное решение контактной задачи по первой теории дано Гололобовым. В результате для вычисления максимального напряжения на поверхности контакта цилиндра и плоскости получено выражение
 (1,1)
где q - удельное линейное давление;
R1 - радиус цилиндра;
с1 и с2 - коэффициенты пропорциональности, определяющие собой степень податливости материалов цилиндра и полупространства.
В общем виде коэффициент с входит в уравнение
 , (1.2)
где σ - напряжение;
λ - величина сжатия в данной точке.
Если жесткость цилиндра принять равной бесконечности, то  (1.3)
формула (1.1) упростится
Максимальная глубина погружения цилиндра находится из уравнения равновесия. Если принять длину образующей равной единице,
то можно написать ,  (1.4)
где σср - среднее напряжение под цилиндрическим штампом;
а - хорда, стягивающая погруженную в полупространство часть цилиндра.
При небольшом погружении цилиндра полагают  (1.5)
Считая, что  (1.6)
где Q - усилие на цилиндрический штамп;
B - ширина штампа; и полагая, что  (1.7)
можно получить  , (1.8)
где К - постоянный коэффициент.
| 