Тюремнов Иван Сергеевич – канд. техн. наук, доц., заведующий кафедрой «Строительные и дорожные машины»
150023 г. Ярославль, Московский пр., 88
Ivan S. Tiuremnov – Cand. of Tech. Sci., Associate Professor, the Head of the Department of Construction and Road Machines
150023, Yaroslavl, Moskovsii Prospect 88
Иванов Сергей Николаевич – студент кафедры «Строительные и дорожные машины»
150023 г. Ярославль, Московский пр., 88
Sergey N. Ivanov – student of the department of Construction and Road Machines
150023, Yaroslavl, Moskovsii Prospect 88
Краюшкин Арсений Сергеевич – студент кафедры «Строительные и дорожные машины»
150023 г. Ярославль, Московский пр., 88
Arseniy S. Kraiushkin – student of the department of Construction and Road Machines
150023, Yaroslavl, Moskovsii Prospect 88
Введение. Для решения задач модернизации грунтовых вибрационных катков с целью повышения уплотняющей способности, надежности и вибробезопасности осуществляется математическое моделирование взаимодействия элементов вибрационного катка между собой и с уплотняемым грунтом. Достоверность разрабатываемых математических моделей проверяется посредством их верификации, т.е. сопоставления с результатами экспериментальных исследований. Однако известные результаты экспериментальных исследований выполнялись на сравнительно небольшом перечне моделей вибрационных катков и видах грунта, а также в установившемся режиме колебаний. В статье представлены результаты экспериментальных исследований вертикальных ускорений колебаний вибровальца катка как в режиме установившейся вибрации, так и в переходных режимах при включении (разгоне) и выключении (останове) вибровозбудителя, что расширяет диапазон возможностей верификации существующих и вновь разрабатываемых математических моделей.
Материалы и методы. Экспериментальные исследования вертикальных ускорений колебаний вибровальца выполнялись на вибрационном катке DM-617 при уплотнении природной песчано-гравийной смеси. Показания акселерометра содержат высокочастотные гармоники, существенно затрудняющие определение численных значений амплитудных значений ускорений вибровальца, поэтому для цифровой обработки был применен фильтр низких частот с граничной частотой 200 Гц.
Результаты. Установлено, при уплотнении грунта вибрационным катком DM-617 с максимальным вынуждающим усилием в диапазоне изменения динамического модуля деформации грунта Evd=14…25 МПа, амплитудные значения ускорений вертикальных колебаний вибровальца составляют от +65…+77 до -61…-69 м/с2 . При включении (разгоне) вибровозбудителя амплитудные значения ускорений в 1,1 раза превышают значения вертикальных ускорений установившегося режима работы вибровальца и практически не зависят от значения динамического модуля деформации грунта Evd. При выключении (останове) вибровозбудителя амплитудные значения вертикальных ускорений не превышают значений вертикальных ускорений установившегося режима работы вибровальца.
Обсуждение и заключение. Независимость амплитудных значений вертикальных ускорений вибровальца катка DM-617 от значений динамического модуля деформации грунта Evd согласуется с полученными ранее результатами экспериментальных исследований колебаний вибровальца катка DM-614. Полученные численные значения вертикальных ускорений колебаний вибровальца катка DM-617 в режимах установившихся колебаний, а также при включении (разгоне) и выключении (останове) вибровозбудителя позволяют осуществлять верификацию существующих и разрабатываемых математических моделей взаимодействия вибрационных катков с уплотняемым грунтом.
Прозрачность финансовой деятельности: авторы не имеют финансовой заинтересованности в представленных материалах или методах. Конфликт интересов отсутствует.
Introduction. To improve the vibrating rollers in order to increase sealing capacity, reliability and vibration safety, the interaction of vibrating roller parts between each other and with compacted soil is simulated mathematically. The developed models are validated, i.e. compared with the results of experimental studies. However, the known results of experimental studies were obtained based on a relatively small list of vibrating roller models and soil types, as well as in a steady vibration mode. The paper presents the results of experimental studies, which used a vibratory drum of a roller to study its vertical vibration accelerations both in the steady vibration, as well as transient mode at turning the vibration generator on (speedup) and off (halt). This expands the range of opportunities to validate the existing and newly developed mathematical models.
Materials and methods. Experimental studies of vertical vibration accelerations of a drum were conducted using the DM-617 vibrating roller when compacting natural sand-gravel aggregate. The accelerometer readings show high-frequency harmonics, which makes it significantly more difficult to determine amplitude values of vibration accelerations, therefore a low-frequency filter with a boundary frequency of 200 Hz was used for digital processing.
Results. It was determined that when the DM-617 vibrating roller is compacting soil with maximum driving force within the range of variation of dynamic modulus of soil deformation Evd=14…25 MPа, amplitude values of vertical vibration accelerations of the vibratory drum are from 65... 77 to -61... -69 m/s2 . At the start-up (speedup) of vibration generator, acceleration amplitudes are 1.1 times higher than vertical accelerations of steady operation mode of the vibrating drum and practically do not depend on the dynamic modulus of soil deformation Evd. At turning off (stop) of the vibration generator, amplitude of vertical accelerations do not exceed the vertical accelerations of the steady operation mode of the vibratory drum.
Discussion and conclusion. The vertical acceleration amplitudes of vibratory drums of DM-617 do not depend on the dynamic soil deformation modulus Evd, and this is consistent with the results of experimental studies of the vibratory drum mounted on DM-614. The obtained vertical vibration accelerations of the drum mounted on DM-617 in the steady vibration mode, as well as at switching the vibration generator on (speedup) and off (halt) make it possible to verify the existing and developed mathematical models of interaction of vibrating rollers with compacted soil.
Financial transparency: the authors have no financial interest in the presented materials or methods. There is no conflict of interest.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.