Способ определения коэффициента внешнего трения почвы

 

Изобретение относится к области исследования материалов механическими способами, в частности к определению коэффициента трения. Способ включает операцию регистрации силы N, прижимающей почвенный образец к поверхности трения, измерение силы P_сд, сдвигающей почвенный образец по поверхности трения, и определение величины отношения сдвигающей силы P_сд к силе N. Отличием способа является то, что после измерения силы P_сд, сдвигающей почвенный образец, измеряют касательную составляющую силы липкости почвы F_кл при нулевом значении силы N, а коэффициент внешнего трения почвы рассчитывают по зависимости f = (P_сд-F_кл)/N Технический результат заключается в возможности учета влияния величины силы липкости на результаты измерений коэффициента внешнего трения почвы. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области исследования материалов механическими способами, в частности, к определению коэффициента трения.

Известен способ определения коэффициента внешнего трения почвы, содержащий операцию измерения угла наклона плоскости, на которой находится почвенного образца до такой величины, которая вызывает скольжение почвенного образца по опорной поверхности и вычисление значения тангенса найденного угла [1].

Известный способ не позволяет определить фактическую величину коэффициента внешнего трения влажной почвы в силу того, что при движении влажной почвы по опорной поверхности, в месте контакта двух тел, совместно с силой трения действует сила липкости. В известном способе определения величины коэффициента внешнего трения почвы сила липкости не учитывается.

Известен способ определения коэффициента внешнего трения почвы, содержащий операцию определения силы N нормального давления на почвенный образец и силы P_сд, действующей под прямым углом к нормали и сдвигающей этот образец по поверхности трения, а также вычисление величины отношения силы P_сд к силе N [l].

Этот способ также не позволяет определить величину коэффициента внешнего трения влажной почвы, так как в структуру энергетических затрат на перемещение почвы по поверхности трения, включены затраты на преодоление силы липкости, но известным способом эта сила не учитывается.

Задача настоящего изобретения заключается в учете влияния величины силы липкости на результаты определения коэффициента внешнего трения почвы.

Поставленная задача достигается за счет того, что после измерения силы P_сд, действующей в плоскости параллельной поверхности трения и сдвигающей почвенный образец, измеряют касательную составляющую силу липкости почвы F_кл, а коэффициент внешнего трения почвы рассчитывают по зависимости при этом касательную составляющую силы липкости почвы F_кл находят в результате измерения усилия сопротивления протаскиванию почвенного образца по поверхности трения, сразу после измерения силы P_сд и доведения значения силы N, действующей на почвенный образец до нуля.

На чертеже изображена схема сил, действующих в процессе перемещения почвенного образца по поверхности трения.

Существование силы N, нормальной к поверхности трения, вызывает появление силы липкости влажной почвы.

Приложение силы P_сд к почвенному образцу, стремящейся сдвинуть его по поверхности трения, приводит, первоначально, к появлению касательной составляющей силы липкости почвы F_кл, а затем, с наступлением относительного движения - к образованию силы трения F. Таким образом, сдвигающая сила P_сд уравновешивается суммой сил: касательной составляющей силы липкости F_кл к поверхности трения почвенного образца и силой трения F, возникающей в плоскости соприкосновения движущихся относительно друг друга тел трения.

Результирующая сила реакции R_РЕЗ поверхности трения представляется как суммарная величина, возникшая по причине наличия касательной составляющей силы липкости F_кл влажной, силы трения F, характерной для сухой почвы, и силы N.

Угол отклонения силы реакции R_РЕЗ поверхности трения больше угла трения _тр почвы на величину угла липкости _л почвы.

Способ определения коэффициента внешнего трения почвы осуществляется следующим образом.

Берется почвенный образец и прижимается с силой N к экспериментальной поверхности трения и удерживают его в таком состоянии. Затем сбоку на почвенный образец воздействуют силой P_сд, достаточной для перемещения почвенного образца по поверхности трения. Во время движения почвенного образца по поверхности трения сначала регистрируют значения силы P_сд при максимальном значении N, а затем при нулевом N, т.е. значения силы липкости F_кл.

Коэффициент внешнего трения почвы рассчитывают по зависимости Источник информации.

1. И. P. Размыслович, Т. В. Авласенко и др. Практикум по сельскохозяйственным машинам и орудиям (теория и расчет с х. машин). - Минск.: Изд-во "Ураджай", 1972, с 16...21.

Формула изобретения

1. Способ определения коэффициента внешнего трения почвы, содержащий операцию измерения силы N нормального давления на почвенный образец и прижимающей его к поверхности трения, силы P_cд, действующей под прямым углом к нормали и сдвигающей этот образец по поверхности трения, и вычисление величины отношения силы Р_сд к силе N, отличающийся тем, что после определения сдвигающей силы P_сд определяют касательную составляющую силу липкости почвы F_кл к поверхности трения, а коэффициент внешнего трения почвы рассчитывают по зависимости .

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что касательную составляющую силы липкости почвы F_кл определяют путем измерения усилия сопротивления протаскиванию почвы по поверхности трения сразу после измерения силы P_сд и доведения значения силы N до нуля.

РИСУНКИ

Рисунок 1