SU992653A1

SU992653A1 - Method of determining dynamic properties of soil

Info

Publication number: SU992653A1
Application number: SU813290018A
Authority: SU
Inventors: Борис Давидович Цвик; Виктор Евгеньевич Степанов; Александр Николаевич Зазуля; Равиль Хамзинович Бахтеев
Priority date: 1981-05-21
Filing date: 1981-05-21
Publication date: 1983-01-30

Description

(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДИНАМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ(54) METHOD FOR DETERMINING DYNAMIC PROPERTIES

1г1g

Изобретение относитс к измерению физико-механических, свойств почвогрунтов и может быть использовано в машиностроении при проектировании прогрессивных пневмоколесных средств.The invention relates to the measurement of physicomechanical, soil properties and can be used in mechanical engineering in the design of advanced wheeled vehicles.

Известен способ измерени динамических свойств грунта, включгиощий размещение штампа на грунт, приложение к штампу нагрузок посредством вибратора направленного действи и определение динамических характеристик грунта Cl.There is a known method for measuring the dynamic properties of a soil, including placing a stamp on the ground, applying loads to the punch by means of a directional vibrator and determining the dynamic characteristics of the soil Cl.

Недостатком способа вл етс необеспеченность обоснованного режима нагружени .The disadvantage of this method is the lack of a reasonable loading mode.

Наиболее близок к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату способ определени динамических свойств грунта, включающий создание; единичной импульсной нагрузки на грунт с помощью опорного элемента, измерение собственной частоты и коэффициента затухани системы опорный элемент - грунт,, а так . же измерение давлени на грунт с последующим определением характеристик динамических свойств грунтаС2.Closest to the proposed technical essence and the achieved result is the method of determining the dynamic properties of the soil, including the creation; unit impulse load on the ground with the help of the support element, measurement of the natural frequency and attenuation coefficient of the system, the support element - the soil, as well. the same measurement of the pressure on the soil, followed by the determination of the characteristics of the dynamic properties of the soil C2.

Однако указанный cijoco6 не отражает особенностей взаимодействи .пневмоколеса с грунтом, которые заклю . ГРУНТАHowever, the indicated cijoco6 does not reflect the peculiarities of the interaction of pneumatic wheels with the ground, which are closed. SOIL

чаютс в том, что п тно контакта пневмоколеса с грунтом перемещаетс по поверхности качени , а площадь его измен етс , причем давление неравномерно распредел етс по площади контакта. Отсутствие учета этих особенностей приводит к погрешност м. при определении динамических харак10 теристик грунтов, которые используютс , в свою очередь, при расчетах и проектировании пневмоколесных средств.This is caused by the fact that the contact of the pneumatic tire with the ground moves over the rolling surface, and its area varies, and the pressure is unevenly distributed over the contact area. Failure to take these features into account leads to errors in determining the dynamic characteristics of the soils, which are used, in turn, in the calculations and design of pneumatic wheeled vehicles.

Цель изобретени - повышение точности измерени динамических свойств The purpose of the invention is to improve the accuracy of measurement of dynamic properties.

15 грунта при его взаимодействии с колесом пневмоколесного мобильного средства.15 soil when it interacts with the wheel of the mobile pneumowheel.

Поставленна цель Достигаетс тем, что согласно способу определени ди20 намических свойств грунта, включающему создание единичной импульсной наг грузки на грунт с помощью опорного элемента, измерение собственной частоты и коэффициента затухани сис25 темы опорный элемент - грунт и измерение давлени на грунт с последующим определением характеристик дина .мических свойств грунта, нагрузку создают с помощью пневмоколеса, при30 нима ее равной нагрузке в услови х эксплуатации мобильного средства, дополнительно измер ют собственную частоту и коэффициент затухани сиетеми пневмоколесо - жестка опорна поверхность, а динамические характе ристики определ ют по разнице,Собственных частот и коэффициентов зату хани систем пневмоколесо - жестка опорна поверхность.и пневмоколесо- грунт. ., На фиг.1 показана схема кoлeбaтeл ной системы пневмоколесо - жестка опорна поверхность, на фиг.2 - схема колебательной системы пневмоколесо - грунт. Устройство дл осуществлени пред лагаемого способа состоит из пневмоколеса 1, оси 2 пневмоколеса, св зан ной с измерительным прибором 3 и изм рительным прибором 4, размещенным в грунте. Предлагаемый способ осуществл етс следующим образом. : Устанавливают на грунт пневмоколе со 1 с измерительными приборами 3 и Осуществл ют единичную импульсную нагрузку на грунт с помощью пневмоко леса 1, равную нагрузке в услови х эксплуатации мобильного средства, с последующим измерением собственной ча,с тоты, коэффициента затухани и давле ни на грунт. Затем прикладывают единичную импульсную нагрузку посред ством пневмоколеса 1 и жесткую опорную поверхность 5 также с измерением собственной частоты коэффициента, затухани и давлени на грунт. Собственна частота f и коэффициент 3j -затухани колебательной си темы пневмоколесо - жестка опорна поверхность (фиг.1), определ ютс выражени ми (1г где с - коэффициент жесткости ршны пневмоколеса, га - масса пневмоколеса, К - коэффициент демпфировани шины пневмоколеса. Собственна частота f и коэффици ент затухани колебательной системы пневмоколесо - грунт фиг.2 определ ютс выражени ми: где m - масса пневмоколеса, Cff- коэффициент упругости почвы, К-- коэффициент демпфировани почвы. Собственные частоты и коэффициен ты затухани определ ют на основе анализа осцилограмм. На основании проведенных измерений , значений f , ёу , определ ют динамические характеристики грунта - коэффициент упругости С и коэффцициент демпфировани по разнице собственных частот и коэффициентов затухани колебательных систем пневмоколеса - жестка опорна noJaepxHocTb и пневмоколесо грунт . (Ч - . . 4лт r,-f; Использование способа измерений динамических свойств грунта при его взаимодействии с колесом пневмоколесного мобильного средства обеспечивает повышение точности измерений динамических свойств грунта по сравнению с существующими способами, позвол ет выбрать оптимальные характеристики пневмоколес, которые в свою очередь, снижают уровень колебаний пневмоколесного мобильного средства и, тем самым,уменьшают уплотнение почвогрунФормула изобретени Способ определени динамических свойств грунта, включающий создание единичной импульсной нагрузки на грунт с помощью опорного элемента, измерение собственной частоты и коэффициента затухани системы опорный элемент - грунт и измерение давлени на грунт с последующим определением характеристик динамических свойств грунта ,отличающийс тем, что, с целью повышени точности измерений динамических свойств грунта при его взаимодействии с колесом пневмоколесного мобильного средства , нагрузку создают с помощью пневмоколеса, принима ее равной нагрузке в услови х эксплуатации мобильного средства, дополнительно измер ют собственную частоту и коэффициент затухани системы пневмоколесо - жестка опорна поверхность, а динамические характеристики определ ют по разнице собственных частот и коэффициентов затухани систем пневмоколесо - жестка опорна поверхность и пневмоколесо грунт . источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Колоушек В. Динамика строительных конструкций.М., Стройиздат, 1965. 2.L.orenz Н.Qrunabdhrt Dvnomic Berlin, 1962.The goal is achieved by the fact that according to the method of determining the dynamic properties of the soil, including the creation of a single impulse load on the ground using a supporting element, measuring the natural frequency and attenuation coefficient of the system, the supporting element is the ground and measuring the pressure on the ground, followed by determining the characteristics of the tire. soil properties, the load is created with the help of a pneumatic wheel, at its equal load to the conditions of operation of the mobile tool, the own Toth and extinction coefficient sietemi pnevmokoleso - a rigid support surface, and the dynamic characteristics of the difference determined by the natural frequency and the coefficients of venturing Hani pnevmokoleso systems - rigid supporting poverhnost.i pnevmokoleso- ground. ., Figure 1 shows the diagram of the wheel system of the pneumowheel - rigid support surface, figure 2 - diagram of the oscillating system of the pneumowheel - the ground. A device for carrying out the method proposed consists of a pneumatic wheel 1, an axis 2 of a pneumatic wheel connected to a measuring device 3 and a measuring device 4 placed in the ground. The proposed method is carried out as follows. : Pneumatic installation with soil with measuring devices 3 is installed on the ground and a single impulse load is applied to the soil with the help of pneumatic forest 1 equal to the load in the operating conditions of the mobile device, followed by measuring its own time, with the ground, attenuation coefficient and pressure on the ground . A single impulse load is then applied through the pneumatic wheel 1 and a rigid support surface 5 also with the measurement of the natural frequency of the coefficient, attenuation and pressure on the ground. The natural frequency f and the coefficient 3j of the oscillation oscillator bushing pneumowheel - rigid support surface (Fig. 1) are defined by the expressions (1g where c is the stiffness coefficient of the pneumowal wheel, ha is the mass of the pneumowheel, K is the damping coefficient of the pneumatic tire. Frequency f and the attenuation coefficient of the oscillating system of the pneumatic wheel — the soil of FIG. 2 are defined by the expressions: where m is the mass of the pneumatic wheel, Cff is the coefficient of soil elasticity, K is the coefficient of soil damping. The natural frequencies and attenuation coefficients are defined Based on the analysis of oscillograms, the dynamic characteristics of the soil — the coefficient of elasticity C and the coefficient of damping based on the difference between the natural frequencies and attenuation coefficients of the oscillating systems of the pneumatic wheel — rigid support noJaepxHocTb and the pneumatic wheel soil. 4lt r, -f; Using the method of measuring the dynamic properties of the soil when it interacts with the wheel of a pneumatic mobile vehicle provides an increase in the accuracy of measurements of dynamic properties soil compared to existing methods, allows you to select the optimal characteristics of pneumatic wheels, which in turn, reduce the level of vibrations of the mobile pneumowheel and thereby reduce the soil compaction. Formula of the invention The method for determining the dynamic properties of the soil, including the creation of a single impulse load on the soil using the reference element, measurement of the natural frequency and attenuation coefficient of the system, the reference element - the ground and the measurement of the pressure on the ground, followed by Characteristics of the dynamic properties of the soil, characterized in that, in order to improve the accuracy of measurements of the dynamic properties of the soil when it interacts with the wheel of a mobile pneumatic-mobile device, the load is created using a pneumatic wheel, taking it equal to the load in the operating conditions of the mobile tool, additionally measuring its own frequency and the damping coefficient of the pneumatic wheel system is a rigid support surface, and the dynamic characteristics are determined by the difference in natural frequencies and damping factors. Ani pneumatic wheel systems - rigid supporting surface and ground pneumatic wheel. sources of information taken into account in the examination 1. Koloushek V. Dynamics of building structures. M., stroiizdat, 1965. 2.L.orenz N. Qurunabdhrt Dvnomic Berlin, 1962.

Claims

Claim

A method for determining the dynamic properties of the soil, including the creation of a single impulse load on the soil using a support element, measuring the natural frequency and attenuation coefficient of the support element - soil system and measuring the pressure on the soil, followed by determining the characteristics of the dynamic properties of the soil, characterized in that, with In order to increase the accuracy of measurements of the dynamic properties of the soil when it interacts with the wheel of a pneumowheel mobile vehicle, the load is created using a pneumowheel, taking it Under the operating conditions of a mobile device, they additionally measure the natural frequency and attenuation coefficient of the pneumatic wheel system - a rigid supporting surface, and the dynamic characteristics are determined by the difference between the natural frequencies and the attenuation coefficients of the pneumatic wheel system - rigid supporting surface and pneumatic wheel soil.

“Sources of information taken into account in the examination

1. Koloushek V. Dynamics of building structures. M., Stroyedat, 1965.

2. Lorenz N. * ’Qrunabahh Dynamic Beriin, 1962.