The impact of wheel spacing on allowable force applied to the axis of the agricultural vehicle

• Autorzy: Nowowiejski R. , Dawidowski J. B. , Janicki W.

Identyfikatory

DOI

10.14654/ir.2015.156.155

Warianty tytułu

PL

Wpływ rozstawu kół na dopuszczalną siłę obciążającą oś pojazdu rolniczego

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The objective of the study was to develop computational methods for determination of the impact of the twin-wheels (their positioning along the axis) and soil conditions, specified by the stress concentration factor, on the limit values of the forces loading the axis of the agriculture vehicle, thus reducing the risk of excessive soil compaction. The formula of Boussinesqu (1885) supplemented by Fröhlich (1934) with the stress concentration factors was used. The values of the limit force were determined by adopting assumptions that wheels loaded soil surface in points and stress caused in soil should not exceed its agro-technical bearing capacity defined by the value of the limiting stress. The developed method allows setting the limit value of twin-wheelbase, at which the effect of adjoining force onto stress in soil semi-space fades away. This means that through a relatively small change of a wheelbase, it is possible to achieve more convenient conditions of load transfer on soil, in the context of the risk reduction of excessive soil compaction. The proposed method enables to construct diagrams for calculation of allowable axis load on the base of the known value of stress within the soil profile which determine its agro-technical capacity.

PL

Celem pracy było opracowanie metody obliczeniowej do określania wpływu rozstawu kół bliźniaczych (ich rozsunięcia na osi) i warunków glebowych, określonych współczynnikiem koncentracji naprężenia, na wartości dopuszczalnych sił obciążających oś pojazdu rolniczego, zmniejszających ryzyko nadmiernego zagęszczania gleb. Wykorzystano przy tym formułę Boussinesqu (1885) uzupełnioną przez Fröhlicha o współczynniki koncentracji naprężenia (1934). Wartości sił dopuszczalnych wyznaczono przyjmując założenia punktowego obciążenia powierzchni gleby przez koła a wywołane nimi w glebie naprężenia nie powinny przekraczać jej agrotechnicznej nośności, określonej wartością naprężenia granicznego. Opracowana metoda pozwala wyznaczać graniczną wartość rozsunięcia kół bliźniaczych, przy której zanika wpływ siły sąsiadującej na naprężenia w półprzestrzeni glebowej. Oznacza to, że poprzez stosunkowo niewielką zmianę rozstawu możliwe jest osiąganie dogodniejszych warunków przenoszenia obciążenia na glebę, w kontekście ograniczania ryzyka nadmiernego zagęszczania gleby. Zaproponowana metoda umożliwia wykonanie nomogramów do określania dopuszczalnego obciążenia osi pojazdu na podstawie znajomości wartości naprężenia w glebie, wyznaczającego jej agrotechniczną nośność.

Słowa kluczowe

EN

agricultural vehicle; twin-wheels; allowable axis load; twin-wheelbase; computational method

PL

pojazd rolniczy; koło bliźniacze; dopuszczalne obciążenie osi; rozstaw kół bliźniaczych; metoda obliczeniowa

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Inżynierii Rolniczej
• Czasopismo: Agricultural Engineering
• Rocznik: 2015
• Tom: Vol. 19, No. 4
• Strony: 91--100
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Nowowiejski R.

• Department of Agri-technical Systems Engineering, West Pomeranian University of Technology in Szczecin, ul. Papieża Pawła VI, 71-450 Szczecin

autor

Dawidowski J. B.

• Department of Construction and Usage of Technical Devices, West Pomeranian University of Technology in Szczecin

autor

Janicki W.

• Department of Agri-technical Systems Engineering, West Pomeranian University of Technology in Szczecin, ul. Papieża Pawła VI, 71-450 Szczecin

Bibliografia

• Pawlak, J. (1885). Application des potentiels á l’etudede de l’equilibre et du mouvement des solides élastique. Gauthier-Villais, Paris (cytowane przez Söhne’go 1953).
• Dawidowski, J. B., Walczykova, M.(2013). Techniczne i eksploatacyjne metody zapobiegania nadmiernemu zagęszczeniu gleb rolniczych i leśnych. Współczesna inżynieria rolnicza – osiągnięcia i nowe wyzwania. Hołownicki R., Kuboń M. (Red.). Polskie Towarzystwo Inżynierii Rolniczej, Kraków 2013, ISBN 978-83-935020-2-8.
• Dawidowski, J.B.(2009). Obciążenia kół pojazdów i maszyn rolniczych a ochrona gleby. Ogólnopolska Konferencja Naukowa. Ekologiczne aspekty mechanizacji rolnictwa. SGGW Warszawa, 25 czerwca 2008, ISBN 978-93-7244-946-7.
• Fröhlich, O. K.(1934). Druckverteilung im Baugrund. Springer. Wien (cytowane przez Söhne’go 1953).
• Grecenko, A.(2002). Farmland Protection Through Tyre Load Rating. V Międzynarodowa Konferencja Naukowa SGGW “Problemy Techniki Rolniczej i Leśnej”, Warszawa, 19-20 czerwca 2002. ISBN 83-7244-302-5, s. 103-104.
• Hakansson,I., Medvedev, V. W.(1995). Protection of soils from mechanical overloading by establishing limits for stresses caused by heavy vehicles.Soil&TillageResearch 35(1995), 85-97.
• Nowowiejski, R.(2004). Analiza wpływu nacisków na zagęszczenie gleby – badania modelowe i polowe. Praca doktorska wykonana w Instytucie Inżynierii Rolniczej akademii Rolniczej w Szczecinie. Maszynopis.
• Nowowiejski, R., Dawidowski, J. B., Kostencki, P. (2001). Wpływ modeli odwzorowania powierzchni styku koło-gleba i rozkładu obciążenia na wartość naprężenia w glebie. Inżynieria Rolnicza 13(33), 323-329.
• Rusanov, V.A.(1994). USSR standards for agricultural mobile machinery: permissible influences on soils and methods to estimate contact pressure and stress at a depth of 0.5 m.Soil & Tillage Research 29(1994), 249-252.
• Söhne, W. (1953).Druckverteilungim Boden und Bodenverformung unter Schlepperreifen.Grdlgn. d. Landtechn. Heft 5, 10-12.
• Söhne, W. (1958).Fundamentals of pressure distribution and soil compaction under tractor tyres.Agricultural Engineering 39, 276-290.
• Szeptycki, A. (2003). Wpływ ciężkich maszyn rolniczych na fizykomechaniczne właściwości gleby. Journal of Research and Applications in Agricultural EngineeringVol.48(3).
• Tijink F. G. J.(1998). Mechanisation Strategies to Reduce Traffic Induced Soil Compaction. Proceedings of the 1st workshop of the Concerted Action “Experiences with the impact of subsoil compaction on soil, crop growth and environment and ways to prevent subsoil compaction”, 28-30 May 1998, Wageningen, 309-316.
• Walczyk, M. (1995). Wybrane techniczne i technologiczne aspekty ugniatania gleb rolniczych agregatami ciągnikowymi. Zesz.Nauk.AR Krak. Rozpr., T. 202, 1-107.