Разработка и верификация математической модели взаимодействия колесного движителя с деформируемым грунтом, основанной на применении метода дискретных элементов

Опорная проходимость транспортных средств зависит как от типа движителя и его массогабаритных параметров, так и от физико-механических свойств грунта. Исследование взаимодействия движителя с опорным основанием на этапе научно-исследовательских работ методами математического моделирования позволяет прогнозировать показатели опорной проходимости транспортного средства.

Основными механическими параметрами грунта являются угол внутреннего трения и связность, которые влияют на процесс взаимодействия колеса с опорной поверхностью, поскольку в пятне контакта действуют как нормальные, так и сдвигающие силы. В работе предложена и верифицирована математическая модель песчаного грунта и определены её параметры для проведения дальнейших исследований.

Разработанная математическая модель взаимодействия колесного движителя с опорным основанием базируется на применении метода дискретных элементов. В работе анализируются силовые факторы, действующие на колесный движитель при движении по несвязанному грунту, а также формируется зависимость удельной силы тяги от удельной окружной силы для различных режимов качения колеса. В результате применения метода дискретных элементов для исследования взаимодействия колесного движителя с деформируемым опорным основанием можно определять тягово-сцепную характеристику. Таким образом, применение данного метода позволит сократить количество и масштаб натурных испытаний.

С использованием разработанной математической модели получена тягово-сцепная характеристика для колесного движителя планетохода и проведен сравнительный анализ с результатами натурных испытаний.