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 ϕ плоскости, на которой находится почвенного образца до такой величины, которая вызывает скольжение почвенного образца по опорной поверхности и вычисление значения тангенса найденного угла ϕ [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 ϕ силы реакции R_РЕЗ поверхности трения больше угла трения ϕ_тр почвы на величину угла липкости α_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