Введение. Проблема быстрого и качественного строительства дорог, когда объекты хозяйствования и населённые пункты расположены на значительном расстоянии друг от друга, не может быть решена без применения комплекса агрегатов непрерывного действия. Агрегат непрерывного действия, формирующий кювет, и агрегат для проходки туннелей содержат прямоточные роторные рыхлители. Недостаточные теоретические исследования в этой области не позволяют выполнить расчёт взаимодействия с грунтом элементов прямоточного роторного рыхлителя. Поэтому существует необходимость теоретических исследований для определения энергетических параметров большого ротора, в частности, той, которая нужна для резания грунта окружными ножами № 4 большого ротора.
Методика исследования. В предлагаемой статье разработаны методики расчётов необходимых затрат энергии: на отделение пласта от массива грунта; разделение пласта на фрагменты; создание щели в массиве грунта; деформацию части массива грунта; преодоление трения грунта о кромку лезвия; преодоление напора грунта на переднюю поверхность; перемещение грунта передней поверхностью; преодоление трения грунта о переднюю поверхность.
Результаты. На основе данных методик произведены расчёты параметров. Из плоских моделей и пространственной модели сил взаимодействия с грунтом окружных ножей № 4 большого ротора выявлены равнодействующие, их составляющие, нормальные силы. Вычислена сила трения грунта о кромку лезвия и переднюю поверхность окружных ножей № 4. Рассчитана объёмная энергия, необходимая для резания окружными ножами № 4, при разработке прямоточным роторным рыхлителем одного кубического метра грунта.
Заключение. Затраты энергии на привод окружного ножа включают энергию: на отделение пласта от массива грунта; разделение пласта на фрагменты; создание щели в массиве грунта; деформацию части массива грунта; преодоление трения грунта о кромку лезвия; преодоление напора грунта на переднюю поверхность; перемещение грунта передней поверхностью; преодоление трения грунта о переднюю поверхность. В результате расчётов общая энергия, необходимая для резания окружными ножами № 4, при разработке прямоточным роторным рыхлителем одного кубического метра грунта, составила 9110 джоулей.
Введение. Проблема быстрого и качественного строительства дорог, когда объекты хозяйствования и населённые пункты пространственно разобщены и расположены на значительном расстоянии друг от друга, не может быть решена без применения комплекса агрегатов непрерывного действия. Важным элементом агрегата непрерывного действия, формирующего кювет, и агрегата для проходки туннелей является прямоточный роторный рыхлитель. Существующие теоретические исследования не достаточны для расчёта взаимодействия с грунтом элементов прямоточного роторного рыхлителя. Отсутствие теоретического обоснования параметров прямоточных роторных рыхлителей сдерживает их применение. Поэтому существует необходимость теоретических исследований для выявления геометрических, кинематических, динамических и энергетических параметров элементов конструкции.
Методика исследования. Разработаны методики расчётов необходимой мощности: на привод зубцов, для отделения ножами пласта от массива грунта и его разделения на фрагменты, для преодоления силы инерции набегающего грунта на два ножа малого ротора, для ускорения грунта в сторону большого ротора, для осуществления перемещения грунта в сторону большого ротора, для преодоления силы трения грунта о переднюю поверхность ножей. Общая мощность, необходимая для привода малого ротора, соответствует сумме мощностей: на внедрение конуса со спиральным ножом в грунт, на привод зубцов и на привод ножей.
Результаты. На основе разработанных методик произведены расчёты параметров. Из плоских и пространственной модели сил взаимодействия с грунтом элементов малого ротора выявлены их равнодействующие, их составляющие, нормальные силы. Вычислена сила трения грунта о переднюю поверхность ножа. Рассчитана общая мощность на привод малого ротора и объёмная энергия на внедрение малого ротора в грунт.
Заключение. Затраты энергии на привод ножей малого ротора включают: энергию на отделение пласта и разделение его на фрагменты, энергию на преодоление напора грунта на переднюю поверхность ножа, энергию на ускорение грунта, энергию на перемещение грунта, энергию на преодоление силы трения грунта о передние поверхности ножей. Общие затраты энергии на привод малого ротора содержат энергию на внедрение в грунт конуса со спиральным ножом, зубцов и ножей малого ротора. В результате расчётов мощность для привода зубцов малого ротора 735 Вт, общая мощность, необходимая для привода малого ротора 2,2 кВт. Объёмная энергия для внедрения малого ротора в грунт 33,1 кДж/куб. м.
Введение. Системы пассажирских перевозок крупных городов характеризуются большими масштабами развития, динамичностью и высоким уровнем неопределённости. Их функционирование носит двойственный характер: с одной стороны, они должны обеспечивать потребности населения в передвижениях с сохранением достаточного уровня качества транспортного обслуживания населения, с другой стороны, вносить вклад в развитие экономики города, региона, страны. Всё это определяет необходимость как оперативного, так и стратегического контроллинга городских пассажирских перевозок, который включает в себя, в частности, оценку результативности. Такая оценка необходима специалистам в области транспорта для формирования системы мер и воздействий, направленных на улучшение процессов внутри системы. Материалы и методы. Нечеткая логика широко применяется в настоящее время для решения управленческих задач, в частности, для оценки функционирования сложных процессов и систем. Она позволяет выводить интегральные значения на основе большого количества разнородных исходных данных, учитывая многомерность системы. Результаты. Сформирован алгоритм оценки результативности систем городского пассажирского транспорта общего пользования, основанный на положениях теории нечёткой логики. Предложенный алгоритм позволяет определять результативность транспортного процесса по нескольким направлениям: в рамках отдельного показателя, по блокам (областям) оценки результативности, для каждого участника и для всей системы в целом. Новизна исследования заключается в том, что в процессе реализации алгоритма нечёткой логики предложен новый механизм нечеткого вывода, сочетающий простоту реализации и эффективность расчета. Обсуждение и заключение. Сформированный алгоритм позволит специалистам в области транспорта оперативно осуществлять оценку, выявлять «слабые» места развития системы и своевременно принимать меры по их устранению. Научная ценность исследования заключается в формировании научных положений по расчету результативности сложных систем с использованием положений теории нечеткой логики. Сформированный алгоритм реализуется в специально созданном для целей исследования программном обеспечении.
Введение. Статья посвящена изучению особенностей моделирования процесса взаимодействия вибровальца с деформируемым грунтом при уплотнении технологических слоев автодороги. Методы и материалы. Производится математическое моделирование колебательной системы «вибровалец катка – деформируемая среда», заключающееся в построении системы дифференциальных уравнений, описывающих взаимодействующие элементы системы. Система включает в себя массивные тела, обладающие различными совокупностями упругих, вязких и фрикционных свойств. Эти свойства соответствуют реологическим характеристикам рабочего органа катка и деформируемой им грунтовой среды. Результаты. Представлены системы дифференциальных уравнений движения колеблющихся масс, позволяющие выявить особенности процесса уплотнения грунтов вибровальцами. На основе анализа уравнений систем выявлены параметры энергоэффективных режимов уплотнения и проведена их оценка с учетом известной зависимости коэффициента вязкого трения деформируемого грунта от влияния внешней деформирующей силы. Обсуждение и заключение. Полученные результаты могут быть использованы для обоснования комплекса эксплуатационных параметров рациональных режимов работы виброкатка на различных этапах уплотнения.
Введение. Статья посвящена моделированию процесса взаимодействия вибровальца с деформируемым грунтом при уплотнении технологических слоев автодороги. Актуальность исследования обусловлена необходимостью повышения качества и долговечности земляного полотна автомобильных и железнодорожных дорог, что напрямую зависит от эффективности уплотнения грунтов.
Методы и материалы. Приводятся исследования с помощью метода математического моделирования колебательной системы «вибровалец катка – деформируемая среда». Система включает в себя взаимодействующие между собой элементы, обладающие жесткими и вязкими свойствами. Эти свойства соответствуют реологическим характеристикам рабочего органа катка и деформируемой им среды. Модель основана на системе дифференциальных уравнений второго порядка, описывающих взаимодействие масс вибровальца и грунтовой среды с учетом их упруго-пластических и вязкостных свойств.
Результаты. Представлены впервые полученные зависимости коэффициента вязкого трения и жесткости деформируемого грунта от влияния внешней деформирующей силы. На основе этих данных решается система дифференциальных уравнений движения колеблющихся масс, позволяющая определить средние значения виброускорений в объеме уплотняемого грунта. Впервые предложена функциональная зависимость, уточняющая массу активно деформируемого грунта в зависимости от параметров вибрации, геометрических характеристик вальца и типа грунта.
Обсуждение и заключение. Полученные результаты могут быть использованы для обоснования рациональной частоты колебаний вибровозбудителя и других режимных параметров дорожных катков, что способствует повышению эффективности транспортного строительства. Усовершенствованная математическая модель взаимодействия вибровальца катка с деформируемым грунтом даёт возможность определить величины виброускорений частиц деформируемого грунта. Результаты исследования могут быть использованы для повышения эффективности дорожно-строительной техники, в частности при проектировании дорожных катков.