Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Колесные и гусеничные машины

Диссертационная работа:

Ларин Василий Васильевич. Методы прогнозирования и повышения опорной проходимости многоосных колесных машин на местности : диссертация ... доктора технических наук : 05.05.03 / Ларин Василий Васильевич; [Место защиты: Моск. гос. техн. ун-т им. Н.Э. Баумана].- Москва, 2007.- 419 с.: ил. РГБ ОД, 71 07-5/662

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

ВВЕДЕНИЕ 6

ГЛАВА 1. ХАРАКТЕРИСТИКИ ПОЧВЕННО-ГРУНТОВЫХ
ПОВЕРХНОСТЕЙ (ПГП) И ЗАВИСИМОСТИ

ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ С НИМИ ШТАМПОВ-ДВИЖИТЕЛЕЙ

1.1. Значения и зависимости изменения, основных физико-
механических и геометрических показателей ПГП 16

  1. Несвязные и связные грунты 18

  2. Торфяные грунты 28

  3. Снег 33

1.2. Деформация почвенно-грунтовой поверхности

под нагрузкой 37

1.2.1. Вертикальная деформация почвенно-грунтовой поверхности

под нагрузкой 38

  1. Распределение напряжений сжатия по глубине 46

  2. Вертикальная деформация сжатия-уплотнения 51

  3. Вертикальная деформация сдвигов 59

  4. Полная вертикальная деформация почвенно-грунтовой поверхности 71

1.2.2. Горизонтальная деформация почвенно-грунтовой

поверхности под нагрузкой 77

1.2.3. Влияние дополнительных факторов на деформацию
почвенно-грунтовой поверхности 95

  1. Влияние времени действия и числа приложений нагрузки.... 96

  2. Влияние формы и жесткости штампа на контактную эгаору 99

  3. Влияние формы штампа в вертикальной плоскости на его осадку 108

Выводы 115

Стр.

ГЛАВА 2. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ОДИНОЧНОГО КОЛЕСНОГО ДВИЖИТЕЛЯ С ОПОРНОЙ ПОВЕРХНОСТЬЮ

  1. Основные технические характеристики колесного движителя.. 117

  2. Математическая модель качения эластичного КД по твердой ОП

с его непосредственным скольжением 123

  1. Криволинейное движение колесного движителя: но твердой опорной поверхности 149

  2. Прямолинейное движение колесного движителя по деформируемой ОП 187

  1. Определение поверхности контакта колесного движителя с деформируемой ОП 189

  2. Распределение нормальных и касательных напряжений 195

  3. Уравнения равновесия и метод прогнозироваїшя опорной проходимости одиночного КД при прямолинейном движении 199

  4. Расчет параметров движения КД при интенсивном буксовании

и экскавации фунтовой массы из зоны контакта 211

2.4.5. Оценка точности расчета параметров опорной проходи
мости КД 218

2.4.6. Последовательное движение колесных движителей по

одной колее 223

2.5. Криволинейное движение колесного движителя но ДОП 234

2.5.1. Криволинейное движение одиночного колесного

движителя по деформируемой ОП 234

2.5.2. Последовательное криволинейное движение колесного
движителя по деформируемой ОП 247

Выводы.,,..... ,. 251

4 Стр.

ГЛАВА 3. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ КОЛЕСНОГО ТРАНСПОРТНОГО

СРЕДСТВА С ДЕФОРМИРУЕМОЙ ОПОРНОЙ ПОВЕРХНОСТЬЮ

3.1. Прямолинейное движение колесного транспортного средства

по деформируемой ОП 255

3.1.1. Расчетная схема и уравнения прямолинейного движения

КТС по деформируемой опорной поверхности 255

3.1.2. Метод прогнозирования опорной проходимости КТС

при прямолинейном движении 258

  1. Анализ расчетных и экспериментальных характеристик опорной проходимости КТС 267

  2. Влияние конструктивных параметров КТС на характеристики опорной проходимости при і ірямолинейном движении 291

3.1.4.1. Влияние параметров ходовой части 295

3 J А2. Влияние законов распределения силового потока по
колесным движителям 308

3.2. Криволинейное движение колесного транспортного средства

по деформируемой ОП 312

3.2.1. Расчетная схема, уравнения и метод прогнозирования

опорной проходимости при криволинейном движении КТС 312

  1. Анализ расчетньос и экспериментальных характеристик криволинейного движения КТС и влияния на них параметров опорной поверхности и скорости 331

  2. Анализ влияния законов распределения силового потока

но КД на параметры криволинейного движения колесного транспортного
средства по деформируемой ОП 340

3.2.4. Анализ влияния конструктивных параметров ходовой части
на параметры криволинейного движения колесного транспортного
средства по деформируемой ОП 349

Выводы 359

ГЛАВА 4. ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ КОЛЕСНОГО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА С ДЕФОРМИРУЕМОЙ ОПОРНОЙ ПОВЕРХНОСТЬЮ

  1. Показатели эффектавноста КТС на маршруте движения.......... 362

  2. Метод прогнозирования опорной проходимости КТС

на маршруте движения ,. 365

4.3. Маршруты движения и методы расчета основных параметров.... 373
Выводы 383

ОБЩИЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ 385

ЛИТЕРАТУРА 390

ПРИЛОЖЕНИЯ (Том 2 - отдельный том)

Введение к работе:

Актуальность работы - определяется необходимостью повышения эффективности колесных транспортных средств (КТС) на местности при решении народно-хозяйственных и оборонных задач

Эффективность выполнения поставленных задач КТС принято характеризовать "подвижностью" - комплексом свойств, характеризующих способность движения по заданному маршруту с высокой скоростью, экономичностью и надежностью

В зависимости от назначения КТС, первые два комплексных свойства могут конфликтовать между собой, надежность же перевозки груза является основным требованием, которое и ограничивает показатели подвижности КТС

Решение всего комплекса задач, связанных с вопросами подвижности, является достаточно сложной задачей Поэтому до настоящего времени в большинстве случаев, весь комплекс задач подвижности разбивается на несколько групп, каждая из которых решает только частные вопросы

В большинстве случаев ограничение параметров подвижности связано с движением КТС по неподготовленной местности и дорожным покрытиям в плохом состоянии

Эффективность выполнения поставленных задач зависит от конструктивного исполнения КТС — общей компоновки, силовой установки, трансмиссии, систем подрессоривания и управления, колесного движителя

Реализацию на местности всех заложенных в КТС конструктивных решений обеспечивает в первую очередь колесный движитель КТС

Совершенство и эффективность колесного движителя (КД) КТС определяется параметрами одиночного КД (пневматической шиной), их числом и расположением по базе, распределением нормальных нагрузок и силового потока, схемой поворота и т. д

Цель работы - повышение опорной проходимости КТС на местности на базе дальнейшего развития

теоретических методов оценки деформируемости грунтов различными деформаторами при произвольном нагружении,

методов исследования качения эластичного КД по прямолинейным и криволинейным траекториям на твердой (ТОП) и деформируемой опорной поверхности (ДОП),

методов исследования и прогнозирования характеристик прямолинейного и криволинейного движения многоосного КТС по деформируемым опорным поверхностям

Для достижения цели работы на основе анализа современного состояния теории взаимодействия колесных движителей с деформируемой опорной поверхностью и методов исследования движения КТС сформулированы и решены следующие задачи

провести анализ и получить аналитические зависимости, описывающие изменение основных параметров деформируемых опорных поверхностей Земной поверхности, необходимых для оценки проходимости КТС на маршруте движения,

разработать методику расчета деформаций ДОП при различных видах нагружения и параметрах деформаторов,

провести анализ и разработать эмпирические зависимости, определяющие значения нормальной деформации и сопротивления качению пневматических шин при изменении нормальной нагрузки и внутреннего давления воздуха;

создать методику расчета параметров прямолинейного качения эластичного КД по твердым и деформируемым опорным поверхностям при наличие скольжения и фрезерования грунта в зоне контакта,

I — провести анализ влияния конструктивных и эксплуатационных параметров одиночного КД на параметры его опорной проходимости на базе созданных методик,

I — разработать методику расчета последовательного движения колесных движителей по одной колее при прямолинейном движении КТС с учетом фрезерования и обвала грунта в колею,

создать методику расчета параметров криволинейного качения эластичного КД по твердой и деформируемой опорным поверхностям при наличие скольжения и фрезерования грунта в зоне контакта,

разработать методику расчета криволинейного движения колесных движителей по колее, образованной предыдущими КД при криволинейном движении КТС, с учетом несовпадения их траекторий,

разработать методику прогнозирования и программы для ЭВЦМ расчета характеристик прямолинейного и криволинейного движения многоосного ІСТС по деформируемой опорной поверхности,

провести анализ влияния на параметры опорной проходимости КТС при прямолинейном и криволинейном движении конструктивных (база, колея, расположение и число осей, параметры КД, распределение силового потока, схема поворота) и эксплуатационных (положение центра масс, давление воздуха в шинах, скорость движения, радиус поворота) параметров,

разработать методику расчета параметров эффективности КТС на маршруте движения при изменении эксплуатационных параметров.

Научная новизна

получены аналитические зависимости изменения основных физико-механических параметров деформируемых опорных поверхностей (песков, супесей, суглинков, глин, лессов, торфяных залежей и снега) Земной поверхности, упрощающих и расширяющих возможности оценки опорной проходимости КТС на маршруте движения,

создана на базе теорий механики грунтов методика расчета деформаций ДОП при различных видах нагружения и параметрах деформаторов, учи-

тывающая процессы уплотнения и сдвигов частиц дисперсных тел, время действия, позволяющая точнее описывать процессы деформаций под движителями транспортных средств,

созданы методики расчета параметров прямолинейного качения одиночного и многоопорного колесного движителя по твердым и деформируемым опорным поверхностям при наличии скольжения, фрезерования и обвала грунта в зоне контакта, отличающиеся методами определения нормальных и касательных напряжений, деформаций грунта, обеспечивающие более близкое совпадение расчетных и экспериментальных данных,

разработаны методики и программы, позволяющие проводить точную оценку и анализ на ранней стадии проектирования колесного движителя влияния основных конструктивных (свободного радиуса гс, профиля Вп и Я„, протектора коэффициента насыщенности ка, высоты йгр3 и шага ^г грунто-зацепов) и эксплуатационных (давление воздуха в шине pv и нормальная нагрузка Рг) параметров на характеристики опорной проходимости,

созданы методика и программы расчета параметров криволинейного качения одиночного и многоопорного колесного движителя по твердым и деформируемым опорным поверхностям при наличии продольного, бокового и углового скольжения, вертикальной и боковой деформаций грунта, его фрезеровании в зоне контакта, учитывающие силовой и кинематический увод, отличающиеся методами определения нормальных, продольных и боковых напряжений, деформаций грунта, обеспечивающие более близкое совпадение расчетных и экспериментальных данных;

созданы методики и программы расчета параметров прямолинейного и криволинейного движения многоосных КТС по деформируемым опорным поверхностям при наличии скольжения, фрезерования и обвала грунта в зоне контакта, учитывающие уклоны и параметры деформируемости опорной поверхности, основные конструктивные и эксплуатационные параметры многоосного КТС и колесного движителя, скорость и траекторию движения, отличающиеся возможностью учета большого числа нелинейностей в ходовой части, трансмиссии и зоне контакта колесных движителей с грунтом,

- разработаны новые методики и программы, позволяющие на ранней
стадии проектирования проводить анализ влияния основных конструктивных
и эксплуатационных параметров КТС на параметры опорной проходимости
при прямолинейном и криволинейном движении, определять пути выбора
оптимальных* компоновочных решений (базы, колеи, числа осей, располо
жения осей по базе), распределения нормальных статических нагрузок по
осям; полной массы; схемы поворота, габаритов и числа КД при заданных
массе и базе КТС; внутреннего давления воздуха в шинах; законов распреде
ления силового потока по колесным движителям, скорости и радиуса кри
визны движения,

— разработана методика расчета параметров эффективности КТС на
маршруте движения, использующая кроме известных средней скорости и пу-

тевого расхода топлива, дополнительные показатели эффективности - коэффициент подведенной мощности к колесному движителю и коэффициент полезной мощности силовой установки Отличитальной особенностью методики является предварительное создание расчетных матриц параметров движения КТС по различным опорным поверхностям

Достоверность результатов Методика расчета деформаций опорных поверхностей при различных видах нагружения и параметрах деформаторов экспериментально подтверждена серией опытов на грунтовом канале с сухим песком

Методика расчета параметров опорной проходимости одиночных колесных движителей и многоосных колесных транспортных средств подтверждена сравнением расчетных и экспериментальных исследований на различных грунтовых поверхностях-

I - при прямолинейном движении - в широком диапазоне изменения нормальных нагрузок (давлений) для КТС различной грузоподъемности, сверхнизкой (малогабаритные специальные шасси) Ри < 0,3 кН г ср тс = 0,007 0,03 МПа), средней (многоцелевые автомобили) Pzl < 50 кН (ргсртс = 0,095 0,195 МПа), высокой (многоосные специальные шасси) Рп = 50 . 75 кН (ргсртс = 0,141.. 0,327 МПа),

- при криволинейном движении - для многоцелевых автомобилей Р„ < 5 0 кН (рг ср тс = 0,095 0,195 МПа)

Практическая ценность Методики и программы расчетов на ЭВМ, практические рекомендации позволяют производить выбор конструктивных и эксплуатационных параметров КТС различной массы, обеспечивающих наилучшие параметры опорной проходимости при прямолинейном и криволинейном движении по деформируемым опорным поверхностям местности

Методика расчета эффективности КТС на маршруте движения позволяет производить оценку, прогнозирование и выбор колесного транспортного средства обеспечивающего при изменяемых его эксплуатационных параметрах наибольшую эффективность выполнения поставленных задач

Аппроксимирующие зависимости параметров грунтов и методики расчета параметров взаимодействия штампов с грунтом позволяют приближенно] но достаточно быстро, определять основные характеристики реальных грунтов на маршруте движения

| Реализация работы Результаты работы внедрены в ОАО КАМАЗ, ООО БАЗ, ОАО РУСИЧ-КЗКТ, НИИСМ и НПЦ МГТУ им Н Э Баумана Результаты работы используются в учебном процессе на кафедре «Колесные машины» МГТУ им Н Э Баумана.

( Научно-исследовательские работы по теме диссертации выполнялись на кафедре "Колесные машины" МГТУ им Н Э Баумана

I Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на Всесоюзной конференции "Научно-технический прогресс в машиностроении и приборостроении", Москва, 1980 4

г, региональной научно-технической конференции "Повышение эффективности проектирования и испытаний автомобилей", Горький, 1984 г, Всесоюзной конференции по теории и расчету мобильных машин и ДВС, Телави, 1985 г., Симпозиуме по терромеханике "Оптимальное взаимодействие", Суздаль, 1992 г; научно-технической конференции Ml "ГУ им Н.Э Баумана, Москва, 2000 г, 14 симпозиуме "Проблемы шин и резинокордных композитов", Москва, 2003 г, Международном симпозиуме "Проектирование колесных машин", Москва, 2005 г, Международном симпозиуме "Образование через науку", Москва, 2005 г., Международной научно-технической конференции, посвященной 70-летию кафедры "Колесные машины" МГТУ им Н Э Баумана, Москва, 2006 г.; научных семинарах кафедры "Колесные машины" МГТУ им Н.Э. Баумана в 1976,1978, 1980 . 1986,2000,2006, 2007 г.

Публикации По теме диссертации опубликовано 29 печатных и 29 рукописных работ В феврале 2007 г издана монография (224 стр )

Объем работы Диссертация состоит из 2-х томов введения, 4 глав, выводов и приложений Содержит 608 страниц машинописного текста, 286 рисунков и 42 таблицы Список использованной литературы содержит 338 наименований

Подобные работы
Гусев Сергей Артурович
Повышение эффективности работы бульдозеров на радиоактивно зараженной местности защитой операторов узлами машины
Гребеньков Дмитрий Васильевич
Метод прогнозирования технического ресурса инерционной гидродифференциальной автоматической передачи мобильных машин
Кушвид Рубен Петрович
Прогнозирование показателей управляемости и устойчивости автомобиля с использованием комплекса экспериментальных и теоретических методов
Эйдман Артем Аркадьевич
Повышение проходимости полноприводного автомобиля за счет реализации максимальной силы тяги колесного движителя с помощью гидрообъемного силового привода колес
Монин Илья Алексеевич
Повышение уровня проходимости амфибийно-вездеходных транспортных средств путем использования нетрадиционных пневмодвижителей сверхнизкого давления
Быков Александр Сергеевич
Разработка энергетического метода прогнозирования износостойкости и повышение безотказности и долговечности волочильного инструмента
Гришин Константин Викторович
Разработка методов повышения точности чистовой обработки и ее прогнозирования на основе анализа температурных деформаций
Макоклюев Борис Иванович
Разработка методов, алгоритмов и программ прогнозирования с учетом метеофакторов графиков нагрузки для повышения эффективности управления режимами энергосистем
Гусев Сергей Артурович
Повышение эффективности работы бульдозеров на радиоактивно зараженной местности защитой операторов узлами машины
Житенев Борис Николаевич
Интенсификация обесцвечивания воды заболоченных местностей Белоруссии электрохимическим методом

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net