DOI: https://doi.org/10.22281/2413-9920-2022-08-04-339-347

УДК 625.731.08

Сладкова Л.А., Григорьев П.А.
Физико-математическое моделирование процессов трения, адгезии и когезии в проблеме липкости грунта
Липкость грунтов является огромной проблемой при разработке рабочими органами землеройных машин, которая ведет к увеличению усилий копания, снижению производительности и, как следствие, увеличению экономических затрат. Сам процесс налипания изучен не в полной мере и представляет интерес с точки зрения его математического описания, позволяющего раскрыть не только его физическую природу, но и найти определенные соотношения и зависимости при оценке напряженно-деформированного состояния при разрушении грунтового массива. В статье на основе математического аппарата и энергетической природы разрушения грунтов проведены исследования явления липкости грунтов исходя из адгезионно-когезионных сил и сил трения, возникающих на поверхности рабочего органа в процессе разработки грунта. Базируясь на теории моделирования физических процессов, протекающих при разработке грунтов, авторами получены зависимости, позволяющие найти соотношения между нормальной и тангенциальной составляющей напряжений, возникающих при разрушении грунтового массива. Полученные зависимости позволят разработать технические решения по борьбе с налипанием грунта на поверхности рабочих органов землеройных машин.
Ключевые слова: разрушение грунта, липкость, сила трения грунта, тяговое усилие, адгезионно-когезионные силы, моделирование.

Sladkova L.A., Grigorev P.A.
Physical-mathematical modeling of friction, adhesion and cohesion processes in the problem of soil stickiness
The stickiness of soils is a huge problem in the development of earthmoving machines by working bodies, which leads to an increase in maintenance efforts, a decrease in productivity and, as a result, an increase in economic costs. The process of sticking itself has not been fully studied and is of interest from the point of view of its mathematical description, which makes it possible to reveal not only its physical nature, but also to find certain relations and dependencies when assessing the stress-strain state during the destruction of a soil mass. In the article, based on the mathematical apparatus and the energetic essence of soil destruction, the phenomenon of soil stickiness was investigated based on the adhesive-cohesive forces and friction forces arising on the surface of the working body during soil excavation. Based on the theory of modeling the physical processes occurring during soil excavation, the authors obtained dependencies that allow us to find the relationship between the normal and tangential component of stresses arising from the destruction of the soil mass. The obtained dependencies will allow us to develop technical solutions to combat the sticking of soil on the surfaces of the working bodies of earthmoving machines.
Key words: ground failure, stickiness, soil friction force, traction, adhesive-cohesive forces, modeling.

Скачать статью (файл pdf) — Download (pdf)

Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-ShareAlike» («Атрибуция — На тех же условиях») 4.0 Всемирная.