ОСНОВА МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ КОЛЕСНЫХ ДВИЖИТЕЛЕЙ ЛЕСНЫХ МАШИН С ПОВЕРХНОСТЯМИ ДВИЖЕНИЯ

О.Н. Бурмистрова, Е.В. Тетеревлева, И.В. Григорьев, О.А. Куницкая, А.Ю. Мануковский, С.Е. Рудов, Д.С. Востриков

Скачать

№ 1 (37)

Технологии. Машины и оборудование

Сведения об авторах

Бурмистрова Ольга Николаевна – доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой «Технологии и машин лесозаготовок»

ФГБОУ ВО «Ухтинский государственный технический университет», г. Ухта, Российская Федерация

e-mail: oburmistrova@ugtu.net

Тетеревлева Елена Владимировна – старший преподаватель кафедры элeктрификации и автоматизации технологических процессов

ФГБОУ ВО «Ухтинский государственный технический университет», г. Ухта, Российская Федерация

e-mail: teterevleva.elena.v@mail.ru

Григорьев Игорь Владиславович – доктор технических наук, профессор, профессор кафедры «Технология и оборудование лесного комплекса»

ФГБОУ ВО «Якутская государственная сельскохозяйственная академия», г. Якутск, Российская Федерация

e-mail: silver73@inbox.ru

Куницкая Ольга Анатольевна – доктор технических наук, профессор, профессор кафедры «Технология и оборудование лесного комплекса»

ФГБОУ ВО «Якутская государственная сельскохозяйственная академия», г. Якутск, Российская Федерация

e-mail: ola.ola07@mail.ru

Мануковский Андрей Юрьевич – доктор технических наук, доцент, профессор кафедры промышленного транспорта, строительства и геодезии

ФГБОУ ВО «Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г.Ф. Морозова», г. Воронеж, Российская Федерация

e-mail: mayu1964@mail.ru

Рудов Сергей Евгеньевич – кандидат технических наук, старший преподаватель кафедры № 3

ФГКВОУ ВПО «Военная академия связи имени Маршала Советского Союза С.М. Буденного», г. Санкт-Петербург, Российская Федерация

e-mail: 89213093250@mail.ru

Востриков Дмитрий Сергеевич – аспирант кафедры промышленного транспорта, строительства и геодезии

ФГБОУ ВО «Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г.Ф. Морозова», г. Воронеж, Российская Федерация

e-mail: Vostrikov.9290105483@yandex.ru

 

Аннотация: 

Цель исследований, результаты которых изложены в настоящей статье, – проанализировать научное описание свойств слабонесущих поверхностей движения лесных машин. Анализ показал, что универсальные математические модели взаимодействия колесного движителя с почвогрунтом строятся на положениях механики грунтов. Данный подход апробирован в науке о лесозаготовительном производстве, успешно используется современными отечественными и зарубежными исследователями. Однако с точки зрения разработки и реализации математического описания взаимодействия колесного движителя сверхнизкого давления, например, вездеходной колесной машины, с опорными поверхностями требуется учитывать соотношение сторон пятна контакта движителя с почвогрунтом, поскольку: давление движителя на грунт определяется как частное нагрузки на единичный движитель и площади пятна контакта; от соотношения длины и ширины пятна контакта зависит распределение сжимающего напряжения по глубине массива почвогрунта; несущая способность, характеризующая сопротивление сдвигу слоев почвогрунта, зависит не только от его физико-механических свойств, но и от параметров пятна контакта, что учитывается специальными поправочными коэффициентами, значения которых зависят от соотношения сторон пятна контакта; для учета числа проходов колесного вездехода по трассе и его скорости рассматривается реология почвогрунта, одной из характеристик воздействия движителя является время воздействия; при определении времени воздействия движителя на почвогрунт также используется значение длины пятна контакта.

 

Ключевые слова: 

лесные машины, лесозаготовки, колесные движители, почвогрунты, математическое моделирование

 

Для цитирования: 

Основа математических моделей взаимодействия колесных движителей лесных машин с поверхностями движения / О. Н. Бурмистрова, Е. В. Тетеревлева, И. В. Григорьев [и др.] // Лесотехнический журнал. – 2020. – Т. 10. – № 1 (37). – С. 173–184. – Библиогр.: с. 178–183 (38 назв.). – DOI: 10.34220/issn.2222-7962/2020.1/22

 

Литература: 
  1. Григорьев, И. В. Снижение отрицательного воздействия на почву колесных трелевочных тракторов обоснованием режимов их движения и технологического оборудования / И. В. Григорьев. – Санкт-Петербург : ЛТА, 2006. – 236 с.
  2. Дмитриева, М. Н. Моделирование взаимодействия колесного движителя малогабаритных лесных машин со слабонесущим грунтом : специальность 05.21.01 «Технология и машины лесозаготовок и лесного хозяйства» : автореф. дис. … канд. техн. наук / Дмитриева Мария Николаевна. – Архангельск : С(А)ФУ, 2018. – 20 с.
  3. Цытович, Н. А. Механика грунтов / Н. А. Цытович. – Москва : Высшая школа, 1983. – 288 с.
  4. Агейкин, Я. С. Проходимость автомобилей / Я. С. Агейкин. – Москва : Машиностроение, 1981. – 232 с.
  5. Агейкин, Я. С. Вездеходные колесные и комбинированные движители. Теория и расчет / Я. С. Агейкин. – Москва : Машиностроение, 1972. – 184 с.
  6. Математическая модель уплотняющего воздействия динамики поворота лесозаготовительной машины на боковые полосы трелевочного волока / И. В. Григорьев, А. Б. Былев, А. М. Хахина, А. И. Никифорова // Ученые записки Петрозаводского государственного университета. – 2012. – № 8-1 (129). – С. 72–77.
  7. New approach for forest production stocktaking based on energy cost / I. Grigorev, E. Khitrov, A. Kalistratov [et al.] // International Multidisciplinary Scientific GeoConference Surveying Geology and Mining Ecology Management, SGEM, 2014. – P. 407–414.
  8. Оценка уплотнения почвогрунта при ударных воздействиях на расстоянии от места удара / И. В. Григорьев, В. А. Макуев, А. Б. Былев [и др.] // Вестник Московского государственного университета леса – Лесной вестник. – 2014. – Т. 18. – № S2. – С. 30–35.
  9. Хитров, Е. Г. Повышение эффективности трелевки обоснованием показателей работы лесных машин при оперативном контроле свойств почвогрунта : специальность 05.21.01 «Технология и машины лесозаготовок и лесного хозяйства» : дис. … канд. техн. наук : защищена 30.06.2015 / Хитров Егор Германович. – Архангельск, 2015.  – 211 с.
  10. Хитров, Е. Г. Повышение эффективности трелевки обоснованием показателей работы лесных машин при оперативном контроле свойств почвогрунта: науч. издание / Е. Г. Хитров, И. В. Григорьев, А. М. Хахина. – Санкт-Петербург : СПбГЛТУ, 2015. – 146 с.
  11. The way to reduce ecological impact on forest soils caused by wood skidding / I. Grigorev, O. Burmistrova, M. Stepanishcheva, G. Gasparian // International Multidisciplinary Scientific GeoConference Surveying Geology and Mining Ecology Management, SGEM 2014. – P. 501–508.
  12. Theoretical model for evaluation of tractive performance of forestry machine’s wheel / V. Ivanov, M. Stepanishcheva, E. Khitrov, D. Iliushenko // International Multidisciplinary Scientific GeoConference Surveying Geology and Mining Ecology Management, SGEM 18. – 2018. – P. 997–1003.
  13. Environment-friendly logging in the context of water logged soil and knob-and-ridge terrain / V. A. Ivanov, I. V. Grigorev, G. D. Gasparyan [et al.] // Journal of Mechanical Engineering Research and Developments. 2018. – Vol. 41. – № 2. – P. 22–27.
  14. Kochnev, A. Theoretical models for rut depth evaluation after a forestry machine’s wheel passover / A. Kochnev, E. Khitrov // International Multidisciplinary Scientific GeoConference Surveying Geology and Mining Ecology Management, SGEM 18. – 2018. – P. 1005–1012.
  15. Increasing the logging road efficiency by reducing the intensity of rutting: mathematical modeling / A. Y. Manukovsky, I. V. Grigorev, V. A. Ivanov [et al.] // Journal of Mechanical Engineering Research and Developments. – 2018. – Vol. 41. – № 2. – P. 35–41.
  16. Лисов, В. Ю. Повышение работоспособности трасс трелевки путем снижения интенсивности колееобразования : специальность 05.21.01 «Технология и машины лесозаготовок и лесного хозяйства» : дис. … канд. техн. наук : защищена 24.12.2014 / Лисов Владимир Юрьевич. – Архангельск : С(А)ФУ, 2014. – 179 с.
  17. Теоретическое исследование процесса разрушения массива грунта сферическими ножами при использовании комбинированных конструкций грунтометов для тушения лесных пожаров / В. Я. Шапиро, О. И. Григорьева, И. В. Григорьев, М. Ф. Григорьев // Известия высших учебных заведений. Лесной журнал. – 2018. – № 1 (361). – С. 61–69.
  18. Калистратов, А. В. Моделирование циклического уплотнения в задачах снижения негативного воздействия лесных машин на почвогрунт : специальность 05.21.01 «Технология и машины лесозаготовок и лесного хозяйства» : автореф. дис. … канд. техн. наук / Калистратов Александр Викторович. – Архангельск : САФУ, 2016. – 20 с.
  19. Вариационный метод расчета параметров взаимодействия трелевочной системы с массивом мерзлых и оттаивающих почвогрунтов / С. Е. Рудов, В. Я. Шапиро, И. В. Григорьев [и др.] // Системы. Методы. Технологии. – 2019. – № 1 (41). – С. 68–77.
  20. Хахина, А. М. Анализ зарубежных математических моделей взаимодействия движителей лесных машин с поверхностью движения / А. М. Хахина, И. В. Григорьев // Актуальные направления научных исследований XXI века: теория и практика. – 2017. – Т. 5. – № 10 (36). – С. 548–551.
  21. Моделирование уплотнения почвогрунта в боковых полосах трелевочного волока с учетом изменчивости трассы движения / В. Я. Шапиро, И. В. Григорьев, Д. В. Лепилин, А. И. Жукова // Ученые записки Петрозаводского государственного университета. – 2010. – № 6 (111). – С. 61–64.
  22. Котенев, Е. В. Нормы выработки комплексов машин сортиментной заготовки древесины / Е. В. Котенев, В. Б. Песков, Е. Г. Хитров // Леса России: политика, промышленность, наука, образование : матер. третьей междунар. науч.-техн. конференции. – 2018. – С. 187–189.
  23. Softwood harvesting and processing problem in Russian Federation / I. Grigorev, A. Nikiforova, E. Khitrov [et al.] // International Multidisciplinary Scientific GeoConference Surveying Geology and Mining Ecology Management, SGEM 2014. – P. 443–446.
  24. Экспериментальные исследования конусного индекса и физико-механических свойств заболоченного грунта / М. Н. Дмитриева, И. В. Григорьев, В. А. Лухминский [и др.] // Лесотехнический журнал. – 2017. – Т. 7. – № 4 (28). – С. 167–174.
  25. Specific features of influence of propulsion plants of the wheel-tyre tractors upon the cryomorphic soils, soils, and soil grounds / S. Rudov, V. Shapiro, I. Grigorev [et al.] // International Journal of Civil Engineering and Technology. – 2019. – Vol. 10. – № 1. – P. 2052–2071.
  26. Modelling of indenter pressed into heterogeneous soil / A. Yu. Zhuk, A. M. Hahina, I. V. Grigorev [et al.] // Journal of Engineering and Applied Sciences. – 2018. – Vol. 13. – № S8. – P. 6419–6430.
  27. Песков, В. Б. Совершенствование моделей для оценки колееобразования и уплотнения почвогрунтов под воздействием движителей колесных лесных машин : специальность 05.21.01 «Технология и машины лесозаготовок и лесного хозяйства» : автореф. дис. … канд. техн. наук / Песков Валерий Борисович. – Архангельск : С(А)ФУ, 2018. – 20 с.
  28. Хахина, А. М. Методы прогнозирования и повышения проходимости колесных лесных машин : специальность 05.21.01 «Технология и машины лесозаготовок и лесного хозяйства» : дис. д-ра техн. наук : защищена 26.06.2018 / Хахина Анна Михайловна. – Архангельск : С(А)ФУ, 2018. – 332 с.
  29. Модель для оценки радиальной деформации колеса лесной машины с учетом деформации почвогрунта / Е. Г. Хитров, И. В. Григорьев, В. А. Макуев [и др.] // Вестник Московского государственного университета леса – Лесной вестник. – 2015. – Т. 19. – № 6. – С. 87–90.
  30. Устинов, В. В. Оценка тягово-сцепных свойств колесных движителей лесных машин методами теории движения автотранспорта по бездорожью : специальность 05.21.01 «Технология и машины лесозаготовок и лесного хозяйства» : автореф. дис. … канд. техн. наук / Устинов Владимир Владимирович. – Архангельск : САФУ, 2016. – 20 с.
  31. Experimental findings in forest soil mechanics / M. F. Grigorev, A. I. Grigoreva, I. V. Grigorev [et al.] // EurAsian Journal of BioSciences. – 2018. – Vol. 12. – № 2. – P. 277–287.
  32. Метод решения задачи о вдавливании штампа-движителя в неоднородный массив грунта / Е. Г. Хитров, В. Б. Песков, Д. П. Казаков [и др.] // Системы. Методы. Технологии. – 2018. – № 2 (38). – С. 116–120.
  33. Особенности контактного взаимодействия трелевочной системы с мерзлым почвогрунтом / С. Е. Рудов, В. Я. Шапиро, И. В. Григорьев [и др.] // Известия высших учебных заведений. Лесной журнал. – 2019. – № 1 (367). – С. 106–119.
  34. Математическое моделирование процесса уплотнения мерзлого почвогрунта под воздействием лесных машин и трелевочных систем / С. Е. Рудов, В. Я. Шапиро, И. В. Григорьев [и др.] // Системы. Методы. Технологии. – 2018. – № 3 (39). – С. 73–78.
  35. Особенности взаимодействия трелевочной системы с оттаивающим почвогрунтом / С. Е. Рудов, В. Я. Шапиро, И. В. Григорьев [и др.] // Лесной вестник. Forestry Bulletin. – 2019. – Т. 23. – № 1. – С. 52–61.
  36. Зайчик, М. И. Проектирование и расчёт специальных лесных машин / М. И. Зайчик, С. Ф. Орлов. – Москва : Лесн. пром-сть, 1976. – 208 с.
  37. Хитров, Е. Г. Влияние угла поперечного наклона поверхности качения на тягово-сцепные свойства колесного движителя / Е. Г. Хитров, И. М. Бартенев // Лесотехнический журнал. – 2016. – Т. 6. – № 4 (24). – С. 225–232.
  38. Хитров, Е. Г. Расчет глубины колеи колесного движителя лесных тракторов на склонах / Е. Г. Хитров, И. М. Бартенев // Лесотехнический журнал. – 2016. – Т. 6. – № 4 (24). – С. 233–239.