- •ВВЕДЕНИЕ
- •1. РАЗРАБОТКА ГРУНТОВ ЗЕМЛЕРОЙНЫМИ МАШИНАМИ
- •1.1. Анализ существующих теорий процесса разработки грунтов землеройными машинами
- •2. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ПРОЦЕССА ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ РАБОЧЕГО ОРГАНА ЗЕМЛЕРОЙНОЙ МАШИНЫ С ГРУНТОМ
- •2.1. Методология исследования. Описание математической модели
- •2.4. Установление закономерности распределения давлений по длине рабочего органа
- •3. АДАПТАЦИЯ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ К РЕАЛЬНЫМ ПРОЦЕССАМ РАЗРАБОТКИ МЕРЗЛЫХ ГРУНТОВ
- •3.1. Построение эпюры распределения напряжений по длине рабочего органа рыхлителя на основе экспериментальных данных
- •3.2. Определение значений коэффициентов, входящих в математическую модель, для ее корреляции
- •3.3. Обоснование выбора реологической модели мерзлого грунта
- •3.3.1. Определение величины сжимаемости немерзлых грунтов
- •4. ОПТИМИЗАЦИЯ ПАРАМЕТРОВ РАБОЧЕГО ОРГАНА
- •4.1. Определение и анализ конфигурации оптимальной контактной поверхности рабочего органа
- •4.1.1. Определение конфигурации оптимального продольного профиля рабочего органа
- •4.4. Инвестиционная привлекательность исследований
- •ЗАКЛЮЧЕНИЕ
- •БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
2.4. Установление закономерности распределения давлений по длине рабочего органа
Теперь возникает необходимость в корректном выборе функцииPxz P x .
Многие исследователи, в том числе В. В. Соколовский [27], отмеча-
С |
|
|
|
|
|
|
ют линейный характер распределения напряжений на подпорной стенке |
||||||
(на рабочем органе) по высоте (рис. 2.8). |
|
|||||
То есть |
|
|
P(x) 1 kx , |
(2.20) |
||
иZ |
|
|||||
где k – коэфф ц ент, зав сящий от углов внутреннего трения и резания, γ − |
||||||
объемнаяс латяжестигрунта,кН/м3. |
|
|||||
Коэфф ц ент k может |
|
ыть определен по методике, |
изложенной в |
|||
трудах В.В. околовского |
других авторов. |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
б |
А |
|
||||
|
0 |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
Y |
|
|
|
|
h |
|
|
X |
|
|
Д |
|||
|
|
|
||||
Рис. 2.8 Функция P( x ) 1 kx |
|
Однако результаты экспериментальных исследований, а также ана- |
|
лиз схемы воздействия на грунт рабочего органа позволяют утверждать, |
|
что характер изменения функции P (x) нелинейный. Его можно предста- |
|
вить графиком, изображенным на рис. 2.9. |
И |
|
Рис. 2.9. Функция P ( x)
62
Функция P ( x) подчиняется следующему закону:
|
|
|
|
|
|
a3 |
2 |
|
|
|
|
P x |
|
|
|
|
1 x |
|
(2.21) |
||
|
|
|
|
|||||||
|
1 a2 a3 |
1 x e 4 |
|
, |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
где a2, a3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
– коэффициенты пропорциональности, зависящие от физико- |
||||||||||
С |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
механических свойств разрабатываемого мерзлого грунта и режимов рыхле- |
||||||||||
ния. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2.5. Получен е закономерности распределения давления грунта |
||||||||||
из * |
P x |
P x |
|
|
|
|||||
по поверхности рабочего органа в трехмерном пространстве |
||||||||||
Так м образом, сходя |
условий глобального максимума, значение |
|||||||||
которого определяется по формуле (2.17), нормируем функцию P ( x). То |
||||||||||
есть |
бА |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
P (x) |
|
|
p |
, |
|
(2.22) |
||
|
|
Pmax x |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
где P* x − нормированная функция P ( x); |
0 P* x 1; Pmax x |
− значение |
функции P ( x) в точке гло ального максимума при x0 xглmax.
Тогда закономерность распределения давления по поверхности ра-
бочего органа можно представить как |
|
|
|
|
|
Д |
|
||||
P x, y P* x Q y |
P x |
Q y , |
(2.23) |
||
|
P |
max |
x |
|
|
где Q y − значение функции, определяемое из условий (2.15) − (2.17).
Нормальная составляющая сопротивления грунта резанию для плос- |
|||||||
кого рабочего органа землеройной машины может быть найдена как двой- |
|||||||
ной интеграл двух функций: |
|
f |
|
|
|
И |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
N P x,y dxdy |
1 |
|
|
P x Q y dxdy. |
(2.24) |
||
max |
|
||||||
F |
|
P |
x F |
|
|||
Силу трения определим как произведение нормальной составляющей |
|||||||
сопротивления грунта резанию и коэффициента внешнего трения f : |
|
||||||
Fтр f P x,y dxdy |
|
|
|
|
P x Q y dxdy. |
(2.25) |
|
P |
max |
|
|
||||
F |
x |
F |
|
63
Контрольные вопросы и задания
1. Какие задачи призвана решить методология исследования процесса взаимодействия рабочего органа землеройной машины с грунтом?
2. В чем заключается отличие логико-структурной схемы процесса исследования от функциональной?
С3. Опишите основные положения математической модели взаимодействия рабочего органа землеройной машины с мерзлым грунтом.
4. Как определ ть глобальный максимум функции распределения давлений по дл не рабочего органа?
и бА Д И
64