Email this article The effect of anisotropy on the interaction of the caterpillar propeller with the soil during the vehicle turn
- Authors: ZHakov A.O1, Troyanovskaya I.P1,2
-
Affiliations:
- South Ural State University
- South Ural State Agrarian University
- Issue: Vol 87, No 2 (2020)
- Pages: 43-49
- Section: Articles
- URL: https://journal-vniispk.ru/0321-4443/article/view/66562
- DOI: https://doi.org/10.31992/0321-4443-2020-2-43-49
- ID: 66562
Cite item
Full Text
Abstract
The article discusses the force interaction of the caterpillar propeller with the ground during the vehicle turn. Since more than 70 % of soil reactions are inherently friction forces, the article is based on the Fyodor Opeiko mathematical theory of friction. According it, the resulting force and the moment of friction are interrelated quantities determined by the position of the instantaneous center of sliding. With increasing the moment of friction, the force decreases and vice versa. Since any caterpillar mover has lugs, its interaction with the soil in the longitudinal and transverse directions becomes different. In the frame-work of the adopted approach, the anisotropy of the force interaction of the propulsion with the soil is ex-pressed in various friction coefficients in the longitudinal and transverse directions. In addition, there is a fundamentally different nature of the interaction with the soil. In the transverse direction, a clean cut is observed. In the longitudinal direction, before the start of the cut, the soil is crushed due to its elastic properties. The article presents a mathematical model of the force interaction of a caterpillar propeller with soil, taking into account the anisotropy of the interaction. The elastic properties of the soil in the longitudinal direction are taken into account due to the variable coefficient of friction introduced under the integral sign. Hyperbolic tangent is used as a function, since it allows one to introduce the smallest number of empirical coefficients. Based on the presented mathematical model of force interaction, numerical calculations were performed. The results are presented in graphical form, which allows to visually as-sess the effect of anisotropy. The calculations showed that the differences in the values of the friction force due to taking into account anisotropy can reach 50 %, and the moment of friction up to 10 %.
Full Text
##article.viewOnOriginalSite##About the authors
A. O ZHakov
South Ural State UniversityChelyabinsk, Russia
I. P Troyanovskaya
South Ural State University; South Ural State Agrarian University
Email: tripav63@mail.ru
DSc in Engineering Troitsk, Russia
References
- Беляев А.Н., Свистов В.В., Тришина Т.В. Определение сил при повороте трактора со всеми управляемыми колесами // Вестник воронежского государственного аграрного университета. 2016. № 50 (3). С. 132-140.
- Кравец В.Н., Мусарский Р.А. Исследование скольжения колес при повороте автомобиля // Известия высших учебных заведений. Серия «Машиностроение». 2014. № 651 (6). С. 35-38.
- Котиев Г.О., Чернышев Н.В., Горелов В.А. Математическая модель криволинейного движения автомобиля с колесной формулой 8х8 при различных способах управления поворотом // Журнал автомобильных инженеров. 2009. № 55 (25). С. 34-39.
- Ларин В.В. Методы прогнозирования опорной проходимости многоосных колесных машин на местности: дис. … докт. техн. наук. М., 2007. 223 с.
- Абдулгазис А.У. Динамическая модель взаимосвязи углов увода эластичной шины автомобиля с ее жесткостными характеристиками // Ученые записки Крымского инженерно-педагогического университета. 2016. № 53 (3). С. 51-54.
- Гладов Г.И., Пресняков Л.А. Параметры криволинейного движения специальных транспортных средств // Автомобильная промышленность. 2017. № 5. С. 22-23.
- Татарчук Г.М. Изучение составляющих сопротивления повороту гусеничного трактора при помощи динамометрического звена // Тракторы и сельхозмашины. 1958. Т. 2. С. 5-7.
- Вязников М.В. Использование теории комбинированного трения при составлении математической модели криволинейного движения гусеничной машины // Наука и образование. 2014. № 12. С. 279-290.
- Опейко Ф.А. Колесный и гусеничный ход. Минск: АСН БССР, 1960. 228 с.
- Опейко Ф.А. Математическая теория трения. Минск: АСХ БССР, 1971. 149 с.
- Шиллер Н.Н. Заметки о равновесии твердого тела при действии трения на некоторую плоскую часть его поверхности // Труды отделения физических наук общества любителей естествознания. 1892. №. 5 (1). С. 17-19.
- Жуковский Н.Е. Условие равновесия твердого тела, опирающегося на неподвижную плоскость некоторой площадкой и могущего перемещаться вдоль этой плоскости с трением // Труды отделения физических наук общества любителей естествознания. 1897. № 9 (1). С. 339-354.
- Алябьев А.Ф., Калинин С.Ю. Модель взаимодействия гусеницы трактора с грунтом // Лесной вестник. 2016. №. 20 (2). С. 173-178.
- Берестов Е.И., Кулабухов А.В., Печковская О.Е. Исследование разрушения грунта траками гусеничных машин // Механизация строительства. 2014. №. 10. С. 21-25.
- Берестов Е.И., Кулабухов А.В. О повышении сцепления движителей гусеничных машин с грунтом // Строительные и дорожные машины. 2010. №. 5. С. 50-56.
- Мисиров М.Х., Канкулова Ф.Х. Определение условий для разрушения отрывом и сдвигом при резании почв и грунтов клином // АгроЭкоИнфо. 2018. №. 1 (31), С. 36.
- Соколов В.В. Аппроксимация кривой буксования трактора // Вестник АлГАУ. 2018. №. 9 (167). С. 165-170.
- Позин Б.М. Вопросы методологии в теории тяговой характеристики трактора. Челябинск: ЧГАА. 2006. 123 с.
- Кацыгин В.В. О закономерности сопротивления почв сжатию // Механизация и электрификация социалистического сельского хозяйства. 1962. №. 4. С. 28-31.
- Запольский В.П. Исследования сцепных свойств и обоснование параметров траков гусеничных движителей: дис. … канд. техн. наук. Минск, 1971. 160 с.
- Трояновская И.П. Взаимодействие гусеничного движителя с грунтом на повороте // Тракторы и сельхозмашины. 2007. №. 12. С. 19-20.
Supplementary files
