Графо-аналітична оптимізація поперечного вертикального перерізу зони контакту грунту та еластичного колісного рушія

Автор(и)

  • Bogdan Sheludchenko Науково-інноваційний інститут інженерії агропромислового виробництва та енергоефективності бул. Старий, 7, м. Житомир, Україна, 10008, Україна https://orcid.org/0000-0002-8137-0905
  • Egidijus Sarauskis Інститут сільськогосподарської інженерії та безпеки Університету Вітаутаса Великого Сільськогосподарська академія Університету Вітаутаса Великого, Інститут сільськогосподарської інженерії та безпеки вул. Студентів, 15a, Академія, Каунаський р-н, Литва, LT – 53362, Литва https://orcid.org/0000-0001-9339-769X
  • Gennadii Golub Національний університет біоресурсів і природокористування України вул. Героїв Оборони, 15, м. Київ, Україна, 03041, Україна https://orcid.org/0000-0002-2388-0405
  • Savelii Kukharets Житомирський національний агроекологічний університет бул. Старий, 7, м. Житомир, Україна, 10008, Україна https://orcid.org/0000-0002-5129-8746
  • Oleksandr Medvedskyi Житомирський національний агроекологічний університет бул. Старий, 7, м. Житомир, Україна, 10008, Україна https://orcid.org/0000-0001-7458-5337
  • Viacheslav Chuba Національний університет біоресурсів і природокористування України вул. Героїв Оборони, 15, м. Київ, Україна, 03041, Україна https://orcid.org/0000-0002-4119-0520
  • Andrii Zabrodskyi Сільськогосподарська академія Університету Вітаутаса Великого, Інститут сільськогосподарської інженерії та безпеки вул. Студентів, 15a, Академія, Каунаський р-н, Литва, LT – 53362, Литва https://orcid.org/0000-0001-8863-0901

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.182507

Ключові слова:

ущільнення ґрунту, еластичний деформатор, поле сил тиску, нелінійність деформування ґрунту

Анотація

Інтенсифікація сільськогосподарського виробництва в сучасних умовах передбачає застосування надпотужних мобільних технічних засобів, що призводить до підвищення рівнів техногенного впливу на ґрунт і, як наслідок, погіршення його родючості. Тому, найактуальніший запит сучасного аграрного виробництва спрямований на вирішення проблеми покращення експлуатаційних показників роботи колісних ходових систем мобільних технічних засобів. Це спонукає до необхідності аналітичного дослідження процесів деформування ґрунту під еластичними рушіями мобільної колісної техніки сільськогосподарського призначення.

Запропонована методика графо-аналітичного поетапного моделювання процесу деформування ґрунту під пневматичними шинами рушіїв мобільної сільськогосподарської техніки з урахуванням змінюваної форми еластичної оболонки шини. Використання відповідних графічних моделей дозволяє поетапно досліджувати процес ущільнення ґрунту у профілі утворюваної ним колії. Встановлено, що в зоні контакту «деформований ґрунт – поверхня еластичного колісного рушія мобільного засобу» найвищий рівень ущільнення спостерігається в шарі ґрунту, який безпосередньо контактує з еластичним рушієм. Глибина переущільненого шару ґрунту на «дні колії» залежить від типорозміру шини колісного рушія і не перевищує значення 0,075 ширини шини. Найвищий рівень переущільнення ґрунту спостерігається в зоні, яка є безпосередньо прилеглою до осі колії. Визначено, що найнебезпечнішою конструкцією пневматичної шини, з точки зору переущільнення ґрунту в колії, є форма еластичної оболонки шини, яка описується кривою овалу Кассіні з чотирма точками перегину. Окреслено характерні особливості рекомендацій щодо визначення експлуатаційних значень робочого тиску у шинах залежно від конкретних фізико-механічних та агротехнологічних властивостей ґрунту і характеру виконуваних технологічних операцій

Біографії авторів

Bogdan Sheludchenko, Науково-інноваційний інститут інженерії агропромислового виробництва та енергоефективності бул. Старий, 7, м. Житомир, Україна, 10008

Кандидат технічних наук, професор

Egidijus Sarauskis, Інститут сільськогосподарської інженерії та безпеки Університету Вітаутаса Великого Сільськогосподарська академія Університету Вітаутаса Великого, Інститут сільськогосподарської інженерії та безпеки вул. Студентів, 15a, Академія, Каунаський р-н, Литва, LT – 53362

Дійсний член Литовської академії наук, професор, директор інституту

Gennadii Golub, Національний університет біоресурсів і природокористування України вул. Героїв Оборони, 15, м. Київ, Україна, 03041

Доктор технічних наук, професор, завідувач кафедри

Кафедра тракторів, автомобілів і біоенергосистем

Savelii Kukharets, Житомирський національний агроекологічний університет бул. Старий, 7, м. Житомир, Україна, 10008

Доктор технічних наук, доцент, завідувач кафедри

Кафедра механіки та інженерії агроекосистем

Oleksandr Medvedskyi, Житомирський національний агроекологічний університет бул. Старий, 7, м. Житомир, Україна, 10008

Кандидат технічних наук

Кафедра процесів, машин і обладнання в агроінженерії

Viacheslav Chuba, Національний університет біоресурсів і природокористування України вул. Героїв Оборони, 15, м. Київ, Україна, 03041

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра транспортних технологій та засобів у АПК

Andrii Zabrodskyi, Сільськогосподарська академія Університету Вітаутаса Великого, Інститут сільськогосподарської інженерії та безпеки вул. Студентів, 15a, Академія, Каунаський р-н, Литва, LT – 53362

Докторант

Посилання

  1. Karayel, D., Sarauskis, E. (2019). Environmental impact of no-tillage farming. Environmental Research, Engineering and Management, 75 (1), 7–12. doi: https://doi.org/10.5755/j01.erem.75.1.20861
  2. González Cueto, O., Iglesias Coronel, C. E., Recarey Morfa, C. A., Urriolagoitia Sosa, G., Hernández Gómez, L. H., Urriolagoitia Calderón, G., Herrera Suárez, M. (2013). Three dimensional finite element model of soil compaction caused by agricultural tire traffic. Computers and Electronics in Agriculture, 99, 146–152. doi: https://doi.org/10.1016/j.compag.2013.08.026
  3. Makharoblidze, R. M., Lagvilava, I. M., Basilashvili, B. B., Makharoblidze, Z. K. (2018). Interact of the tractor driving wheels with the soil by considering the rheological properties of soils. Annals of Agrarian Science, 16 (1), 65–68. doi: https://doi.org/10.1016/j.aasci.2017.12.010
  4. Golub, G., Chuba, V., Kukharets, S. (2017). Determining the magnitude of traction force on the axes of drive wheels of self-propelled machines. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 4 (7 (88)), 50–56. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2017.107192
  5. Taghavifar, H., Mardani, A. (2014). Effect of velocity, wheel load and multipass on soil compaction. Journal of the Saudi Society of Agricultural Sciences, 13 (1), 57–66. doi: https://doi.org/10.1016/j.jssas.2013.01.004
  6. Kutzbach, H. D., Bürger, A., Böttinger, S. (2019). Rolling radii and moment arm of the wheel load for pneumatic tyres. Journal of Terramechanics, 82, 13–21. doi: https://doi.org/10.1016/j.jterra.2018.11.002
  7. Mudarisov, S. G., Gabitov, I. I., Lobachevsky, Y. P., Mazitov, N. K., Rakhimov, R. S., Khamaletdinov, R. R. et. al. (2019). Modeling the technological process of tillage. Soil and Tillage Research, 190, 70–77. doi: https://doi.org/10.1016/j.still.2018.12.004
  8. Gubiani, P. I., Pértile, P., Reichert, J. M. (2018). Relationship of precompression stress with elasticity and plasticity indexes from uniaxial cyclic loading test. Soil and Tillage Research, 180, 29–37. doi: https://doi.org/10.1016/j.still.2018.02.004
  9. Recuero, A., Serban, R., Peterson, B., Sugiyama, H., Jayakumar, P., Negrut, D. (2017). A high-fidelity approach for vehicle mobility simulation: Nonlinear finite element tires operating on granular material. Journal of Terramechanics, 72, 39–54. doi: https://doi.org/10.1016/j.jterra.2017.04.002
  10. Ai, Z. Y., Zhao, Y. Z., Song, X., Mu, J. J. (2019). Multi-dimensional consolidation analysis of transversely isotropic viscoelastic saturated soils. Engineering Geology, 253, 1–13. doi: https://doi.org/10.1016/j.enggeo.2019.02.022
  11. Rubinstein, D., Shmulevich, I., Frenckel, N. (2018). Use of explicit finite-element formulation to predict the rolling radius and slip of an agricultural tire during travel over loose soil. Journal of Terramechanics, 80, 1–9. doi: https://doi.org/10.1016/j.jterra.2018.09.002
  12. Milkevych, V., Munkholm, L. J., Chen, Y., Nyord, T. (2018). Modelling approach for soil displacement in tillage using discrete element method. Soil and Tillage Research, 183, 60–71. doi: https://doi.org/10.1016/j.still.2018.05.017
  13. Schjønning, P., Lamandé, M. (2018). Models for prediction of soil precompression stress from readily available soil properties. Geoderma, 320, 115–125. doi: https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2018.01.028
  14. Sharma, G., Tiwary, S., Kumar, A., Suresha Kumar, H. N., Keshava Murthy, K. A. (2018). Systematic design and development of a flexible wheel for low mass lunar rover. Journal of Terramechanics, 76, 39–52. doi: https://doi.org/10.1016/j.jterra.2017.12.002
  15. Ruinskii, A. (2003). Kassini Curve and an Equilateral Hyperbola. Mathematical Education, 2 (25), 80–88.
  16. Martini, H., Wu, S. (2014). Classical curve theory in normed planes. Computer Aided Geometric Design, 31 (7-8), 373–397. doi: https://doi.org/10.1016/j.cagd.2014.03.003

##submission.downloads##

Опубліковано

2019-12-11

Як цитувати

Sheludchenko, B., Sarauskis, E., Golub, G., Kukharets, S., Medvedskyi, O., Chuba, V., & Zabrodskyi, A. (2019). Графо-аналітична оптимізація поперечного вертикального перерізу зони контакту грунту та еластичного колісного рушія. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 6(1 (102), 77–84. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.182507

Номер

Розділ

Виробничо-технологічні системи