Влияние анизотропии на взаимодействие гусеничного движителя с грунтом при повороте машины

В статье рассмотрено силовое взаимодействие гусеничного движителя с грунтом при повороте машины. Поскольку более 70 % реакций грунта по своей природе являются силами трения, то за основу взята математическая теория трения Ф.А. Опейко. Согласно теории, результирующая сила и момент трения являются взаимосвязанными величинами, определяемыми положением мгновенного центра скольжений. При увеличении момента трения сила уменьшается и наоборот. Поскольку любой гусеничный движитель имеет грунтозацепы, то взаимодействие его с грунтом в продольном и поперечном направлениях становятся различным. В рамках принятого подхода анизотропия силового взаимодействия движителя с грунтом выражается в различных коэффициентах трения в продольном и поперечном направлении. Кроме того, имеет место принципиально разный характер взаимодействия с грунтом. В поперечном направлении наблюдается чистый срез. В продольном направлении перед началом среза грунт сминается за счет своих упругих свойств. В статье приведена математическая модель силового взаимодействия гусеничного движителя с грунтом с учетом анизотропии взаимодействия. Упругие свойства грунта в продольном направлении учитываются за счет переменного коэффициента трения, введенного под знак интеграла. В качестве функции применен гиперболический тангенс, поскольку он позволяет вводить наименьшее число эмпирических коэффициентов. На основе представленной математической модели силового взаимодействия были проведены численные расчеты. Результаты представлены в графическом виде, что позволяет наглядно оценить влияние анизотропии. Расчеты показали, что различия в значениях силы трения за счет учета анизотропии может достигать 50 %, а момента трения - до 10 %.

гусеничный движитель, криволинейное движение, силовое взаимодействие, анизотропия, контакт с грунтом, сила трения, момент трения