доктор технических наук, профессор кафедры «Эксплуатация и сервис транспортно-технологических машин и комплексов в строительстве»,
644080, г. Омск, пр. Мира, 5
Doctor of Technical Sciences, Professor of the Department “Operation and Service of Transport and Technological Machines and Systems in Construction”,
644080, Omsk, Russia, 5 Mira Ave.
студент факультета «Нефтегазовая и строительная техника»,
644080, г. Омск, пр. Мира, 5
student of the faculty “Oil-and-gas and Building Technology”,
644080, Omsk, Russia, 5 Mira Ave.
Введение. В качестве объекта исследования рассмотрен процесс разработки мерзлых грунтов рабочими органами землеройных и землеройно-транспортных машин. Представлены основные аспекты разработанной математической модели и оригинальной методики исследования процессов пространственного взаимодействия рабочих органов землеройных машин с мерзлым грунтом, позволяющие получить эпюры распределения напряжений по поверхности рабочего органа плоской формы. Обоснован и доказан нелинейный характер распределения напряжений на контактной поверхности рабочего органа при взаимодействии с грунтом.
Материалы и методы. Приведены описание и анализ результатов экспериментальных исследований по количественному определению коэффициентов, входящих в математическую модель, и установления границ ее адекватности. Установлены зависимости для определения экспериментальных коэффициентов аналитически.
Результаты. Проведены исследования и анализ их результатов для установления аппроксимирующей зависимости между величиной силы разработки мерзлого грунта и пятном контакта на алюминиевой пластине. Для каждого значения абсциссы (координаты центра тяжести алюминиевой пластины) количественно определены значения суммарной нормальной силы. Показана хорошая сходимость теоретически полученных зависимостей с результатами эксперимента.
Обсуждение и заключение. Проведенные исследования являются основой для методологии обоснования и определения оптимальных параметров рабочих органов землеройных машин повышенной эффективности путем снижения энергоемкости процесса разработки мерзлого грунта.
Introduction. The process of developing frozen soils is considered by the working equipment of earthmoving and earth-moving machinery as a research object. The main aspects of the developed mathematical model and the original method for studying the processes of spatial interaction of the excavating machines’ working bodies with frozen soil are presented. Moreover, such aspects allow to obtain the stress distribution diagrams over the surface of the working body. The nonlinear character of the stresses’ distribution on the contact surface of the working body during the interaction with the soil has been substantiated and proved.
Materials and methods. The description and analysis of the experimental results on the coefficients’ quantitative determination, which enter into the mathematical model, and also the boundaries’ establishment of their adequacy are given. The dependencies have been established to determine the experimental coefficients analytically
Results. The investigations and analysis of the results have been carried out to establish an approximating interrelation between the strength of the frozen soil development and the contact spot on the aluminum plate. Therefore, each abscissa value (the gravity center coordinates of the aluminum plate) and the values of the total normal force are quantified. As a result, good convergence of theoretically obtained dependences with experimental results is shown.
Discussion and conclusion. The carried out researches are the basis for the justifying and determining methodology for the working equipment’s optimal parameters of earth-moving machines with increased efficiency by reducing the energy intensity of the developing frozen soils’ process.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.