Physico-mathematical model of disk interaction with soil

Abstract

Представлено результати теоретичних досліджень взаємодії ґрунтового середовища з дисковим робочим органом ґрунтообробного знаряддя і визначено складові сили опору шляхом дослідження руху частинки ґрунту по увігнутій сферичній поверхні робочого органу дискатора та визначення лінії контакту ґрунтового середовища із нею; визначення площі контакту ґрунтового середовища із поверхнею робочого органу дискатора; враховуючи напруження, що виникають в ґрунтовому середовищі при дії на нього дискового робочого органу визначено складові відповідної сили опору.
В результаті аналітичних досліджень переміщення частинки ґрунту по увігнутій сферичній поверхні робочого органу дискатора з урахуванням сили підпору шару ґрунту, що напливає на дисковий робочий орган, відцентрової сили та сили Коріоліса, що виникають в результаті його обертання, розроблено програмний код в програмному пакеті Mathematica, який дозволяє визначати площу та рівняння лінії контакту ґрунтового середовища із поверхнею робочого органу дискатора в залежності від його конструктивних параметрів: радіуса сферичної поверхні R та діаметра диска
d, кута атаки α і кута нахилу γ та глибини обробітку ґрунту h.
Враховуючи отримані залежності площі та рівняння лінії контакту ґрунтового середовища із поверхнею робочого органу дискатора та використовуючи відомі аналітичні закономірності для компонентів нормальних напружень пружно-в’язко-пластичного ґрунтового середовища, розроблено програмний код в програмному пакеті Mathematica, який дозволяє визначати залежності проекцій сили опору від кутів атаки α і нахилу γ робочого органу дискатора, швидкості його переміщення V та глибини обробітку ґрунту h. Зроблені відповідні висновки щодо отриманих результатів теоретичних досліджень.