A TALAJ DEFORMÁCIÓJA ÉS CSILLAPÍTÁSA GUMIABRONCSOK ALATT

Átírás

1 A TALAJ DEFORMÁCIÓJA ÉS CSILLAPÍTÁSA GUMIABRONCSO ALATT Doktori (PhD) értkzés Pillingr György Gödöllő 06

2 A doktori iskola mgnvzés: Műszaki Tudományi Doktori Iskola tudományága: Agrárműszaki tudomány vztőj: Prof. Dr. Farkas István gytmi tanár, DSc SZIE, Gépészmérnöki ar témavztő: Prof. Dr. iss Pétr gytmi tanár, PhD SZIE, Gépészmérnöki ar, Folyamatmérnöki Intézt Az iskolavztő jóváhagyása A témavztő jóváhagyása

3 TARTALOMJEGYZÉ JELÖLÉSJEGYZÉ. 5. BEVEZETÉS, CÉLITŰZÉSE..9.. A választott témakör időszrűség, jlntőség Célkitűzésk SZAIRODALMI ÁTTEINTÉS.... A krék és gumiabroncs jllmzők..... Talaj, talajflszín jllmzők A talaj szrkzt A talaj szmcsössztétl A víz státusza a talajban A talaj tömörödöttség, lazultsága és hordképsség Viszkolasztikus tulajdonságok A talaj csillapítása Trpgyntlnségk Gumiabroncs-talaj kapcsolat Gördülési llnállás rékcsúszás rék és a talaj érintkzési flült Tolórő mghatározás Enrgtikai modllk Szakirodalomi áttkintés összfoglaló értéklés ANYAG ÉS MÓDSZER Vontatási kísérlt lrndzés és mnt Járműparamétrk mérési módszri és szközi Talajparamétrk mérésénk módszri és szközi A talajflszín mérési módszr és szköz úpos-indx mérési módszr és szköz Talaj fizikai össztétlénk mghatározási módszr és szközi Hlyszíni ndvsségtartalom mérés módszr és szköz özös paramétrk mérésénk módszri és szközi Gumiabroncs flfkvési flülténk mghatározási módszr Lngésgyorsulások és a vonórő mérési módszri és szközi Talajvályús kísérltk módszri és szközi EREDMÉNYE A talaj csillapítása Gumiabroncs trhlhtőség és flfkvési flült... 45

4 4.3. Gumiabroncs - talaj kapcsolatában kltkző lngéscsillapítás Talaj térfogati sűrűségénk kapcsolata a kúpos indxszl Új tudományos rdményk ÖVETEZTETÉSE ÉS JAVASLATO ÖSSZEFOGLALÁS SUMMARY MELLÉLETE..69 M. Irodalomjgyzék M. Az értkzés témaköréhz kapcsolódó saját publikációk M3. A vizsgált talaj tulajdonságai M4. Gumiabroncs trhlési vizsgálatai M5. Szabadföldi kúpos indx vizsgálatok rdményi M6. Talajvályús kúpos indx vizsgálatok rdményi... 8 M7. Szabadföldi profilmérési rdményk ÖSZÖNETNYILVÁNÍTÁS 9

5 JELÖLÉSJEGYZÉ A talaj típusra jllmző konstans [bar] α mlkdő mrdkség [ ] α út típustól függő állandó [-] B konstans [-] B talaj típusra jllmző konstans [g/cm 3 ] b abroncs szélsség [m] c talaj kohézió [Pa] CI0 lőző állandó szakaszhoz tartozó CI érték [MPa] CI kövtkző állandó szakaszhoz tartozó CI érték [MPa] CImax CI görb állandósult szakaszának érték [MPa] D krék átmérőj [m] d nyomólap átmérőj [m] d kvivalns átmérő [m] dk kúp átmérő [m] dci/dz kúposindx mélység szrinti driváltja [MPa/m] logaritmikus dkrmntum [-] a gumiabroncs btonon mért logaritmikus dkrmntuma [-] csak a talaj logaritmikus dkrmntum érték [-] + az abroncs és a talaj rdő logaritmikus dkrmntum érték [-] CI0 kövtkző és lőző állandósult CI értékk különbség [MPa] s nyírási úthossz [m] R kövtkző és lőző rétghz tartozó R értékk különbség [MPa] E talaj rugalmassági modulusa [Pa] E rugalmassági modulus [Pa] E rugalmassági modulos [Pa] ε rlatív nyúlás [-] F kréktrhlés [N] F0 flfkvési flült mrv pályán [m ] Fg gördülési llnállás [N] Ft tolórő [N] FN normálirányú trhlés [N] Fv vontatáshoz szükségs rő [N] Fx flfkvési flült talajon [m ] f gördülési llnállási tényző [-] 5

6 Gx spktrális sűrűség [cm m] h konstans [-] η csillapítási tényző [Ns/m] abroncs talaj kapcsolat rugómrvség [N/m] abroncs rugómrvség [N/m] talaj rugómrvség [N/m] 3 nyírási diagram alakváltozási tényzőj [-] rd mpirikus állandó [m] k talaj thrbírási tényzőj [N/m ] k0 talaj alakváltozási tényzőj [N/m 3 ] k dimnzióanalízis számításhoz használt jlölés [kg/s m] k dimnzióanalízis számításhoz használt jlölés [kg/s ] k3 dimnzióanalízis számításhoz használt jlölés [kg/s] k4 dimnzióanalízis számításhoz használt jlölés [kg] k5 dimnzióanalízis számításhoz használt jlölés [/s] L0 intgrál lépték [-] l flfkvési flült gynértékű hossza [m] m lngő tömg [kg] mn ndvs talaj tömg [kg] msz abszolút száraz talaj tömg [kg] µ talajszmcsék közötti súrlódási tényző [-] n talajtól függő kitvő (Szaakjan)(a vizsgált talajra: n = 0,8) [-] n0 tiszta gördüléssl haladó krék fordulatszáma [/s] n talajtól függő konstans (Brnstin) [/m] n talajtól függő konstans (Gorjacskin) [-] n3 lngés szám [db] n4 csúszással haladó krék fordulatszáma [/s] nv porozitás [%] nε porozitás változás [%] nt% talaj ndvsségtartalma tömgszázalékban [%] ntf% talaj ndvsségtartalma térfogatszázalékban [%] p talajnyomás [N/m ] pi abroncs légnyomása [bar] π a kör krülténk és átmérőjénk a hányadosa (π = 3,46) [-] Q0 mgngdtt abroncstrhlés tömg [kg] 6

7 Qx alkalmazott abroncstrhlés tömg [kg] R lináris szakasz mrdkség, a tömörségr jllmző szám [bar] R0 lőző rétghz tartozó R érték [MPa] R kövtkző rétghz tartozó R érték [MPa] ρ valódi talaj sűrűség (ρ =,7) [g/cm 3 ] ρt abszolút száraz talaj sűrűség [kg/m 3 ] ρv vizsgált talaj térfogati sűrűség [g/cm 3 ] ρvíz víz sűrűség [kg/m 3 ] ρ0 tömörítés lőtti térfogati sűrűség [g/cm 3 ] ρε tömörítés utáni térfogati sűrűség [g/cm 3 ] S szlip [%] S* karaktrisztikus szlip [-] s csúszással mgttt út [m] s0 tiszta gördüléssl mgttt út [m] σ talajt trhlő nyomófszültség [Pa] σ szórás négyzt [-] σköz közps talajnyomás a gumiabroncs alatt [N/m ] σn normál fszültség [Pa] Tr rlaxációs idő, Tr= η/(e+e) [s] τ nyíró fszültség [Pa] τm nyírófszültség [Pa] ω0 lngés saját körfrkvnciája [/s] X abroncs flfkvési flülténk a szélsség [m] Xn a vizsgált talaj száraz bázisra vonatkoztatott ndvsségtartalma [%] x abroncsdformáció [m] x talajdformáció [m] Y abroncs flfkvési flülténk a hossza [m] y0 lngési görb lső kitérésénk a maximuma [m] y azonos fázisban kövtkző kitérés [m] z talaj bsüllydés az abroncs vagy a nyomólap alatt [m] zmax CImax-hoz tartozó mélység [m] 7

8 8

9 . Bvztés, célkitűzésk. BEVEZETÉS, CÉLITŰZÉSE Ebbn a fjztbn a választott témakör aktualitását és a dolgozat célkitűzésit fogalmazom mg... A választott témakör időszrűség, jlntőség A vontatott jármű mozgásképsségét a környzt és saját adottságai határozzák mg. A trp, trpi közlkdés kutatásának célja lsősorban a mozgékonyság növlés, valamint a haladáshoz flhasznált nrgia csökkntés. Hosszú idig nm volt jlntős fjlődés zn a trültn. A mzőgazdaság, a hadászat és az autózás bindulásával kzdtk tudatosan foglalkozni a krék-pálya kapcsolattal. A célok kibővültk a talajtömörítő hatás mérséklésévl, valamint a környztvédlmi törkvéskkl. A gumiabroncs-talaj kapcsolat négy trültr (mntdinamika, nrgtika, talajtaposás, környztsznnyzés) jlntős hatást fjt ki. A krék, flfdzés (i ) óta számos újításon mnt krsztül. Alakja, anyaga, formája a célok lérésénk mgfllőn -a kutatások hatására- kisbb nagyobb mértékbn változott. A bolygatatlan talaj tulajdonságait, állapotát az aktuális időjárás (csapadék, hőmérséklt) és a bnn élő szrvztk nagymértékbn bfolyásolják. A trpi közlkdés különböző trültin más-más céllal folynak kutatások és fjlsztésk. A mzőgazdaságban a lénygs kérdés a vontatási hatásfok növlés és a talajtömörítés csökkntés. A haditchnikában és az égitst járművknél a mozgékonyság és a mgbízhatóság növlés a mghatározó. Jlnlg is folyik trültk tudományos fjlsztés, mivl a gumiabroncs-talaj kapcsolatban számos kérdés nm tisztázott kllő mértékbn. A gumiabroncs-talaj kapcsolat nrgtikája alatt a gumiabroncs és talaj dformációk, valamint a trpprofil által okozott lngésk közbn végbmnő nrgtikai folyamatokat értjük. A gumiabroncs-talaj kapcsolatában ljátszódó folyamatok részlts tanulmányozásával konstrukciós és üzmlttési módosítások végzhtők az mlíttt tényzők javításának érdkébn. A trpjáró járművkn alkalmazott szabályzó és kontroll rndszrk is igénylik a jármű trpn történő mozgásának, valamint a gumiabroncs-talaj kapcsolatának lírását, modllzését... Célkitűzésk A szakirodalom áttanulmányozása alapján (lásd.4 pont) célkitűzésim a kövtkzők. A doktori disszrtáció két fő célja: A gumiabroncs-talaj kapcsolatában ljátszódó ddig még nm, vagy nm kllő mélységbn tárgyalt jlnségk okainak és azok lírási, fldolgozási lhtőségink a fltárása. Továbbá a talaj thrbírási vizsgálata alapján -különbn nhézksn- mghatározható talajfizikai tulajdonságokra való kövtkzttés és azok mghatározása. Ilyn vizsgálandó jlnség a gumiabroncs-talaj kapcsolatban a talaj tömörödés a gumiabroncs alatt, valamint a talaj okozta, krékn kifjttt lngéscsillapítási hatás. A thrbírási vizsgálat alapján történő talaj sűrűség mghatározás. A kutatás a kövtkző kísérltkből és vizsgálatokból áll: Szabadföldi vontatási kísérltk különböző módokon mgmunkált talajon. Szabadföldi talaj vizsgálatok, az érinttln, illtv a gumiabroncs trhlt trültkn. Vontatási kísérltk btonon. Laboratóriumi jármű és abroncs vizsgálatok. Laboratóriumi talaj vizsgálatok. Talajvályús kísérltk. 9

10 . Bvztés, célkitűzésk Ezn kísérltk és vizsgálatok alapján a kutatás az alábbi kérdéskr krsi a választ: Milyn mélybb okai vannak a gumiabroncs alatt kialakult nyommélység nagyságának? Milyn hatása van a kzdti talajsűrűség loszlásnak a nyommélységr? A mélység függvényébn, hogyan tömörödik a talaj a gumiabroncs alatt? Milyn módon lht a talaj csillapítási tulajdonságát kiszámolni? Szétválasztható- a talajon mozgó abroncs csillapítása az rdő csillapítás ismrtébn? Lht- a kúpos pntrométrs mérés rdményit talaj sűrűség mghatározására használni? Milyn matmatikai kapcsolat van a talaj térfogat sűrűség és a CI indx között? 0

11 . Szakirodalmi áttkintés. SZAIRODALMI ÁTTEINTÉS Ebbn a fjztbn a témához kapcsolódó szakirodalmat tkintm át a végén mgadva az összfoglaló értéklését is... A krék és gumiabroncs jllmzők A krék az mbriség gyik lgnagyobb találmánya. A trmésztbn tngly körüli forgó mozgás gyáltalán nm fordul lő. A gumiabroncsos krék rndlttés alapján lht hordozókrék és hajtókrék. A hordozókrék fladata a krékr ható trhlés vislés. A hajtókrék fladata fogadni a motorból érkző forgatónyomatékot és krülti rő formájában közvtítni a talajra. A fntikn kívül bszélhtünk még kormányzott krékről, amly a thr vislés mlltt kifjzttn a kormányzásra szolgál. A gumiabroncs lgfontosabb tulajdonságai: a gumi Shor kménység, valamint a blső légnyomása. A gumiabroncsok Shor kménység flhasználástól függőn általában Shor A 70 és Shor D 50 közözött változik. Ez a paramétr hatással van a tapadásra, valamint a krék nrgtikai és lngési tulajdonságaira. A blső légnyomás jllmző érték 0,3 és 4 bar között változik. A légnyomás pontos értékét számos tényző bfolyásolja, mint például a krék átmérő, szélsség, kordszálak minőség és mnnyiség. Az lőírtnál kisbb vagy nagyobb nyomáson történő üzmlttés gyaránt káros, az abroncs idő lőtti tönkrmntléhz vzt. Az abroncsokat vonórő kifjtésr, függőlgs irányú trhlésr valamint maximális fordulatszámra mértzik... Talaj, talajflszín jllmzők A trpi közlkdés a talajtakaró (pdoszféra) annak a lgkülső mállott rétgén, a litoszférán történik. Ennk lgfontosabb funkciója a trméknység és az élttér biztosítása a talajban élő organizmusok számára. A talajon történő közlkdés azonban roncsolja annak szrkztét, zzl csökkntv mindkét funkció btöltésénk hatékonyságát. A talajok vislkdésénk a lírásához lőszrtttl használnak diszkrét lms módszrkt, mivl a talaj is apró szmcsék végs halmaza. Tsuji és társai (0) gömb formájú lmi talaj részt alkalmaztak. A szimulált talajban sík lapot toltak és mérték a toláshoz szükségs rőt. ésőbb Ono és társai (03) azt vizsgálták, hogy a talajművlő szrszám hogyan mozog az általuk DEM módszrrl szimulált közgbn. Tamás és társai (03) DEM módszrrl modllzt a talajt illtv a talajt mgmunkáló szrszámot. Ennk a vizsgálatnak a kövtkző lépés lht a szrszám krékkl történő hlyttsíts. Többfél részcskévl végztk kísérltkt. Az alaplm gömb volt. ésőbb különbözőképpn összillszttt gömbök képzték az lmi szmcsét (.. ábra). Az lmi részcsk alakja a diszkrét lms módszrknél nagyon lénygs kérdés. Alapjaiban bfolyásolja az lmhalmaz, azaz a talaj vislkdését. Az gys lmi részcskék közötti kapcsolat lírásához rológiai lmkt használtak. Például rugó lm, ndvs csillapításos lm.

12 . Szakirodalmi áttkintés.. ábra DEM módszrrl modllztt talajszmcsék típusai és a szmcsék közötti rológiai lmkkl lírt kapcsolat (Li és tsai, 03)... A talaj szrkzt A talaj és jármű gymásra gyakorolt hatása többk között az adott talajtípus mchanikai tulajdonságaitól függ. A talaj mchanikai tulajdonságát a talaj szrkzt határozza mg. A talaj gy háromfázisú rndszr, szilárd részkkl, vízzl és lvgővl. A szilárd részk szmcsmért mghatározza a talaj víztartó, illtv vízszívó képsségét s zzl a bnn lévő víz és a lvgő mnnyiségt is bfolyásolja. A talaj szrkzti állapotát jlntősn bfolyásoló jllmzők thát: szmcsössztétl ndvsségtartalom tömörödöttség vagy lazultság A talajon történő haladás szmpontjából a talaj ismrt fontos kérdés. Számos szrvzt hozott létr talaj adatbázisokat a talajparamétrk rndszrzésér. Diagl és társai (005) összfoglalták a NASIS (National Soil Information Systm) szrvzt talajparamétr rndszrét. Cikkükbn mghatározzák a nyilvántartott talajparamétrkt (például: kúposindx) és bsorolják a -járművl rosszul vagy gyáltalán nm járható- talajflszínkt. (Mozgékonysági térkép)... A talaj szmcsössztétl A szmcsmért frakciók gymáshoz viszonyított aránya bfolyásolja a talajok fizikai tulajdonságait, mint például a vízháztartását, zzl gyütt pdig a szilárdsági jllmzőit. A homoktalaj szmcséi viszonylag nagyok, így az azok közötti résk is. A fajlagos flült azonban kicsi. A vizt zért könnyn átngdi, nm tartja magában. Az agyagtalaj szmcséi kicsik, így könnyn tapadnak gymáshoz, a fajlagos flült nagy, a köztük lévő tér rész is kicsi marad. A nagy flült miatt a vizt jobban magában tartja. A talajok szmcsszrkzténk törvényszrűségivl Attrbrg (9) foglalkozott. Az általa létrhozott csoportosításból mgállapítható, hogy a különböző fizikai talajfélségk szmcs loszlása nm lináris. A talajt négy szmcsfrakció alkotja. A durva homok (szmcsmért:,0-0, mm), finom homok (0, - 0,0 mm) az iszap, por (0,0-0,00 mm) és az agyag (< 0,00 mm). A három alkotó számszrű részarányai alapján a talaj fizikai félségét gy háromszög diagramból lht mgállapítani (Stroppl, 95, Stfanovits 98). A szmcsössztétl, szmcsmért és a szmcsék között kialakult hézagokat vizsgálta Arya, Paris (98). Modllt állítottak fl a pórusátmérő alapján történő víztartó képsség mghatározására. Ötfél különböző össztétlű talajt vizsgáltak mg. A talajok fizikai jllmzőink összfüggésivl számos kutató foglalkozott. A talaj vízmlő képsségér és fajlagos talaj llnállására vonatkozó kísérltkt végztt hazánkban Arany (943),

13 . Szakirodalmi áttkintés Rázsó (958) és Stfanovits (975). Mgállapították, hogy a magasabb agyagtartalom növli a talaj vízflvvő képsségét, valamint zzl gyütt nő a talaj nyírószilárdsága és kohéziója. A talajok blső súrlódási szögér a szmcsátmérők vannak jlntős hatással. Snator, Wulfmir, Vlahinic, Andrad, Iagnmma (03) képfldolgozásos módszrrl vizsgálták a krék talaj kapcsolatát. Erdményikbn választ kaphatunk arra, hogy milyn pályát írhat l gy talajszmcs a fltt lhaladó krék hatására...3. A víz státusza a talajban A talajban lévő víz mnnyiségénk jllmzésér több fél lhtőség létzik, mlyr a gyakorlatban három fő mutatószám alakult ki: A maximális ndvsségtartalom (vízkapacitás), a trmészts vagy szántóföldi vízkapacitás, valamint az úgynvztt holt víz vagy hrvadásponti vízkapacitás. Maximális ndvsségtartalom stén a talaj összs pórustérfogatát víz tölti ki. Nagysága attól függ, hogy mkkora valamly talaj összs pórustérfogata. Adott szrkztű talaj által a gravitációval szmbn mgtartott víz mnnyiségt trmészts vagy szántóföldi víz kapacitásnak nvzzük. A talajndvsség értékét tömg vagy térfogat százalékban adják mg, száraz vagy ndvs bázisra vonatkoztatva. A térfogatszázalékban mért ndvsségtartalom és a vl jllmztt állapotok közvtlnül összhasonlíthatók, mindn talajfélség stén. A talaj ndvsségtartalma tömgszázalékban, száraz bázisra vonatkozóan nt% : A talaj ndvsségtartalma térfogatszázalékban ntf% : n t% mn msz = 00. (.) m sz n tf% = nt% 00. ρ (.) viz nt% + ρ A talaj szmcsék közötti össztartó rőt kohéziónak nvzzük. A talajszmcsék valamly más tárgyhoz való tapadását adhéziónak hívjuk. A gumiabroncs-talaj kapcsolatában két jllmző mghatározó. A talaj finomszmcs (agyag, iszap) tartalmának növkdésévl nő a talaj kohéziója és adhéziója is. A ndvsségtartalom adhéziót és kohéziót bfolyásoló hatásaival Ltosnyv (95) foglalkozott. A talaj ndvsségtartalma döntő bfolyást gyakorol a gumiabroncs-talaj kapcsolat rő hatásaira, mint például thrbírás vagy csillapítás. Az mlíttt talajndvsség tartalmak azonban nm vszik figylmb a talaj szmcsmértét. A talaj ndvsségtartó képsség rősn függ a szmcsössztétltől. Ami azt jlnti, hogy a tljsn száraz talajhoz képst gy 5 %-os agyagtalaj száraz tapintású, míg a homoktalaj tapintása érzhtőn ndvs. Ebből a mgfontolásból vztték b a ndvsség tartalomnak a pf számmal, illtv görbévl történő jllmzését. Ennk fizikai alapja az a víztnzió, amllyl az anyag tartja a vizt. A pf görb gy adott talaj ndvsségtartalma és vízmlő, vagyis víztartó képsség közötti kapcsolatot adja mg (.. ábra). Ugyanannak a talajnak más-más a pf érték a vízzl való tlítttségétől függőn. Az érték a szívóhatás vízoszlop cntimétrkbn vtt tízs alapú logaritmusával gynlő. Ennk mgfllőn a ~000 cm vízoszlopnyomás szívóhatásban kifjzv pf 3-nak fll mg. A pf érték nulla és hét között változhat. A talajok víztartó képsségénk és szrkzti tulajdonságainak kapcsolatával hazánkban Rajkai (988) foglalkozott. 3 t

14 . Szakirodalmi áttkintés.. ábra ülönböző talajok pf görbéi, agyag, vályog, 3 homokos vályog (Sitki, 00) Sitki (00) szrint: két különböző talaj mchanikai paramétrit nm azonos ndvsségtartalomnál, hanm azonos tnzióhoz tartozó ndvsségtartalmaknál kll összhasonlítani...4. A talaj tömörödöttség, lazultsága és hordképsség Trpi közlkdés során a talaj lazultsága vagy tömörödési állapota alapjaiban határozza mg a jármű mozgásképsségét. A lazultság növkdésévl nő a gördülési llnállás és csökkn a vontatási hatásfok, a kormányzott krkk vonatkozásában pdig romlik az irányíthatóság. A talaj gy háromfázisú rndszr, szilárd részk között vizt és lvgőt tartalmaz. Nyomás hatására a víz és lvgő a szilárd anyag pórusaiból és azokon krsztül távozásra kényszrülnk. Így a talaj lngéscsillapítóként fogható fl, kkor pdig az össznyomódása sbsség függő. A tömörödöttség jllmzésér a térfogattömgt, a lazultságra pdig a pórushányadot használják. Utóbbi mgadja, hogy gy adott térfogatú talajminta hány százalékban tartalmaz pórusokat, vagyis mnnyi az a rész, amlyik vízzl vagy lvgővl és nm pdig szilárd talajrészcskévl van kitöltv. Sitki (98) vizsgálatai alapján a talaj lazultsága, általában 45-5 % között változik, nagymértékű lazultságnál 60 % is lht. A 30 % pórustérfogatú talaj már rősn tömörödött. A szakirodalom a talaj sűrűségét gyakran nvzi térfogat tömgnk. A talaj sűrűségén (vagy térfogat tömgén) a talajból vtt minta térfogatának - rndszrint 00 cm 3 - és a minta kiszárítás utáni tömgénk a hányadosát értjük. Frissn szántott talaj stén z az érték 900 kg/m 3 (0,9 g/cm 3 ), az ülpdtt talajnál kb kg/m 3 (,4-,6 g/cm 3 ), gy ign tömődött talajnál pdig 800 kg/m 3 (,8 g/cm 3 ). A talaj össznyomásával a pórushányada csökkn, a térfogattömg pdig nő. A gépjármű trpi közlkdés során hat a talajra, súlyrj a krkkn krsztül a krék flfkvési flültétől függőn különböző flülti nyomásokkal. Ekkor a talaj bizonyos mértékbn össznyomódik, tömörödik. Grstnr és Brnstin (93) a 900-as évk ljén flismrték, hogy a gördülési llnállás ttms részét az a munka tszi ki, amly a talajdformáció lgyőzéséhz szükségs. Brnstin a gyakorlati élt számára gy xponnciális összfüggést (.4) alkotott a talajnyomás bsüllydés lírásához, 4

15 . Szakirodalmi áttkintés amly mgtalálható Gorjacskin (936) munkáiban is (.5). Végül Szaakjan (956) a nyomófj átmérőjénk bvztésévl általánosítja a képltt, ami mgfll a Boussinsq lméltnk (.6). Boussinsq dolgozta ki a rugalmas féltér lméltt, amllyl a talajokra jllmző számos fizikai jlnség lírható (Boussinsq, 883). Az Ő rdményin alapuló ilyn jllgű kutatások napjainkban is folynak. A talaj trhlés, és a hatására kialakult nyomásloszlás vizsgálatával foglalkozott Bndtto, Tosti, Di Domnico (0). A kutató csoport jtősúlyos vizsgáló brndzéssl mért a talajban bkövtkztt dformációkat. Hordképsségi vizsgálatok A krék blsüllyd a talajba és az össznyomódás mérték a trhlésn túl függ a talaj állapotától, például ndvsségtartalom, fizikaifélség, térfogattömg stb.. A bsüllydés mérték közvtlnül bfolyásolja a talajdformációt és a gördülési llnállást. étfél fő ljárás trjdt l a hordképsség vizsgálatára: Nyomólapos vizsgálat Nyomókúpos vizsgálat Mindkét ljárás célja mgállapítani, hogy bizonyos normál irányú trhlés hatására milyn mértékű dformációt sznvd a talaj. Mindkét ljárásnak mgvan a maga lőny, illtv hátránya. Nyomólapos vizsgálat A trhlés hatására kialakult bsüllydés mgállapítására úgynvztt nyomólapos vagy bvamétrs kísérltkt végznk. A kísérlt során gy mghatározott flültű nyomólapot nyomnak a talajba és közbn mérik a bsüllydés mértékét valamint a nyomórőt. A vizsgálat során jlntős szrpt játszik a talaj kzdti tömörödöttségi állapota (sűrűség), mivl nnk változása különböző thrbírási tényzőkt rdményz. A nyomólapos vizsgálat hátránya a mérés közbni nagy rőszükséglt. Grstnr fltétlzt, hogy a bsüllydés és a talajnyomás között lináris kapcsolat van, és a kapcsolatot gy k0 talaj alakváltozási tényző [N/m 3 ] adja mg. p= k0 z. (.3) A képlt a nyomólap átmérőjét nm vszi figylmb. Eltérő átmérőjű nyomólapokat alkalmazva különböző alakváltozási tényző értékk kltkznk, azaz a k0 tartalmazza a nyomóláp átmérőjét is, nm függtln attól. A képltt Brnstin linárisról xponnciálisra változtatta: z p= k( n ). (.4) Majd Gorjacskin alakította tovább. A k0 érték azonban még itt is függ a nyomófj átmérőjétől: p 0 n = k z. (.5) Szaakjan már a nyomólap átmérőjét is figylmb vtt, így az hatványkitvős függvénykapcsolat gyik konstansa a talaj thrbírási tényzőj k. Érték a talajtípustól, valamint a kzdti tömörödöttségi állapotától függ. z p= k. (.6) d BEER (956, 96), Wills (966), Rc (964), acigin (964) is alkottak képltkt a talajnyomás bsüllydés kapcsolatára. Igazolható, hogy a bnyomódás mérték függ a nyomótst alakjától is, nm mindgy, hogy kör vagy négyzt alakú nyomótstt nyomunk a földb. Valamint 5 n

16 . Szakirodalmi áttkintés fltétlzhtő, hogy a talajba nyomás sbsség és időtartalma is bfolyással bír a bsüllydésr. Ezzl azonban kvésbé foglalkoznak. Lgltrjdtbbn a Szaakjan képltt (.6) alkalmazzák. A mérnöki gyakorlat számára kllő pontosságú és nm túl bonyolult. A szakirodalomi adatok alapján a Szaakjan képlthz szükségs kitvő értékét n a gyakorlati alkalmazásnak mgfllő pontossággal jól mglht bcsülni. A.3. ábrán a vályogtalajra vonatkozó görbék láthatóak különböző ndvsségtartalmak stén. A vízszints tnglyn a z/d (a bsüllydés és a nyomólap átmérőjénk a hányadosa) viszony van fltünttv. A függőlgs tnglyn pdig a talajnyomás bar-ban. A ndvsségtartalom tartomány 3,5 % - 8,8 % között, a kitvő érték pdig 0,3 -tól 0,8 -ig változik..3. ábra Vályogtalaj ltérő ndvsség tartalmaihoz tartozó nyomás-bsüllydés görbék (Sitki, 97a, 00) Itt mg kll még mlítni acigin (964) tangns-hiprbolikus függvényét és Hgdűs (965) által alkalmazott dimnzióanalízis módszrét, amly a gumiabroncs-talaj kapcsolatban ébrdő talajnyomás minél pontosabb lírására szolgál. Qingnian, Ying, Longming (99) vizsgálatai azt mutatják, hogy a talaj tömörödés nm csak függőlgs irányban történik. A talaj oldal irányban is, úgymond kifolyik a nyomóflült alól. A vizsgálatot laza homoktalajon végzték l. A homoktalajt különböző krsztmtsztű nyomó flültkkl trhlték, majd mérték a nyomórőt és a bnyomódás mélységét. Valamint különböző módokon lhlyztt támaszfalakkal akadályozták mg a homok oldal irányú kifolyását a nyomólap alól. Az oldalfalakkal, amlyk akadályozzák az oldalra folyást, a bsüllydés mélység nagymértékbn csökknthtő, zzl párhuzamosan növkszik a talaj thrvislő képsség. Így mgállapíthatóvá vált, hogy a talaj hány százaléka tömörödik függőlgs irányban és hány százaléka folyik ki oldal irányba. Mgállapításuk szrint homoktalajoknál a függőlgs tömörödés mérték 5 %, a talaj oldal irányú kifolyása 75 %. ohzív talajoknál az oldal kifolyás mérték kisbb, míg kohézió nélküli talajoknál nagyobb. 6

17 . Szakirodalmi áttkintés Nyomókúpos vizsgálat A bvamétrs talaj hordképsségi vizsgálatok hátrányait próbálták a nyomókúpos vizsgálattokkal kiváltani. Előny, hogy a kis átmérőjű kúpot kézzl is könnyn a talajba lht nyomni, míg a bvamétrhz jlntősn nagyobb rőr van szükség. Ami az lőny gybn a hátránya is. A kis nyomókúp a vizsgált trültnk csak gy kis flült gységén határozza mg a CI görbét, amly a talaj nagy inhomognitása miatt nm jllmző az gész trültr. Ezt a hátrányt sok mérés átlagolásával lht kiküszöbölni. A kúpforma miatt gyéb, súrlódásból származó rők is kltkznk. A mérés rdmény gy hordképsségi diagram, amly a mélység függvényébn ábrázolja a talaj llnállást nyomás értékbn kifjzv. Hrnanz, Pixoto, Crisola, Sánchz-Girón (000) a CI indxt és gyéb paramétrt használtak arra, hogy a talaj sűrűségét a kúposindx mérés alapján mghatározzák. Changying és Junzhng (998) a talaj thrbírása és a lágy talaj vastagsága között krstt összfüggést. Lágy talajnak gy kiválasztott CI értéknél kisbb értékű kúpos indxszl rndlkző talajrétgt nvztk. A pntrométrt arra használták, hogy a lágy rétg vastagságát mghatározzák. Pontosabban a CI diagram sgítségévl kimutatható, hol kzd a talajllnállás rősn növkdni. Mddig a pontig tartott a lágy talajrétg. A mérésk és a mért modll az adott trültr érvénysk, d iránymutatónak lmondható, hogy 30 cm-nél nm volt vastagabb lágyrétg. A lgvékonyabb lágyrétg pdig 7 cm volt. Mirion-Griffith és Spnko (0) talajnyomás-bsüllydés kapcsolatát vizsgálta különböző átmérőjű mrv krkkkl. A nyomás növlésévl a bsüllydés mérték is növkszik. Azonos nyomórő mlltt a kisbb krék jobban, míg a nagyobb krék kvésbé hatol a talajba. Egyfél talajt alkalmaztak, mlyt a kövtkző szmpontok alapján lmztk: Össztétl, szmcsmért, mchanikai tulajdonságok és ndvsségtartalmat illtőn. A kúpos indx érték és a talaj thrbírása közötti kapcsolat ma nm mgoldott...5. Viszkolasztikus tulajdonságok A talaj viszkolasztikus anyag (Sitki 97 a, b). A viszkolasztikus anyagokat lmi lináris anyagtörvényk flhasználásával lht modllzni. A talaj rológiai tulajdonságainak lírásához a háromlms lvin modll jól alkalmazható (.4. ábra)..4. ábra Háromlms rológiai anyag modll (Sitki, 97a) 7

18 . Szakirodalmi áttkintés A modllt az alábbi diffrnciálgynlt írja l: dσ Tr +σn dt dε EE = ETr + dt E + E Mahyuddin, Siliman, Suharto (0) markológépk által kimlt talajrész vizsgálatára és modllzésér szintén viszkolasztikus modllt használt. Itt is gy rugós tag és gy ndvs csillapításos tag volt párhuzamosan kötv. Ehhz az gységhz fntről szintén gy rugóstag, -mint a.4. ábrán,- lntről pdig gy csillapításos tag volt kapcsolva. Tran és Muro (004) viszkolasztikus talaj modllt használt, mlybn sorba volt kapcsolva gy rugós és gy ndvs csillapításos tag. Mivl a járművük bordákkal rndlkző lánctalpas jármű volt, vízszints irányba is szintén gy ilyn párosítást alkalmaztak. Ezk sgítségévl a vrtikális és horizontális gyorsulás amplitúdókat jól modllzhtték. Hildbrand, skinn, Navarrt (008) szintén viszkolasztikus lmkkl modllzt a talajt. A talaj tömörítés nm-lináris viszkolasztikus modlll írható l (Sitki, 997)...6. A talaj csillapítása A talaj -víztartalomtól függőn- gészn addig nyomható össz, míg a bnn lévő lvgő és víz tljsn l nm távozik blől. Nagyon magas víztartalom stén a víz llntarthat a nyomásnak, így akadályozva a további össznyomódást, z azonban csak szélsőségsn magas ndvsségtartalom stén valósul mg. Az össznyomódás során gyrészt a szmcs közökön krsztül áramló fluidumok áramlási llnállása, másrészt pdig a talajszmcsék gymáshoz viszonyított lmozdulása miatt létrjött szmcsék közötti súrlódás hozza létr a csillapítási rőt. A talajban thát mgfigylhtő mind a kétfél csillapítási forma: a viszkózus (ndvs) illtv a Coulomb-fél (száraz) csillapítás is. A valóságos kapcsolatok többség viszkózus csillapítási tulajdonsággal rndlkzik. Ebbn az stbn a csillapítórő nagysága arányos a mozgó tömg sbsségévl, d vl llntéts értlmű. Száraz csillapítás stén a csillapító rő függtln a tömg sbsségétől. Egy lngő rndszr csillapodására jllmző paramétr a logaritmikus dkrmntum. A logaritmikus dkrmntumot lggyszrűbbn a lngés során mért lngésgyorsulás amplitúdók alapján lht kiszámolni. A csillapítás és a logaritmikus dkrmntum a lngés gyéb paramétrénk ismrtébn átszámolható gymásba: ε. (.7) η = mω 0. (.8) π A talaj csillapítási tulajdonságának mghatározása nm gyszrű fladat, zért kvsn foglalkoztak vl. Gbrsnbt (99) kis magasságokból a talajra jttt tömg sgítségévl hozott létr lngéskt a talajban. A tömgn mért lngésgyorsulás amplitúdók flhasználásával határozta mg a talaj logaritmikus dkrmntumát. A talajban létrjött talajszmcsék gymáshoz viszonyított rlatív lmozdulásainak amplitúdója lénygsn bfolyásolja a csillapítást. Ezt gyümölcsfák rázásakor tapasztalták, amikor 8-0 mm-s amplitúdók mlltt a logaritmikus dkrmntum lért a 3-3, értékt (Sitki, 005)...7.Trpgyntlnségk A jármű haladását a domborzati viszonyok, a trpflszín gyntlnségi akadályozhatják vagy lassíthatják. A járművt így többlttrhlés éri. Ezt a szrkzti kialakításnál és mértzésnél is figylmb kll vnni. 8

19 . Szakirodalmi áttkintés A trpgyntlnségk klttt gyorsulások, kialakult fszültségk, azaz a jlnség mgjlnési formáit sztochasztikus folyamatnak tkintjük (Gdon, 993). Ez azt jlnti, hogy ha ugyanazzal a járművl ugyanazon a mrv pályán többször végighaladunk, akkor mindn gys áthaladás során ugyanabban az idő pillanatban (vagy pálya hlyn) más és más rgisztrátum értékt kapunk. A sztochasztikus folyamat lírásához használt matmatikai módszrkt más trültkn is alkalmazzák, például szabályozástchnikában, mchanikában, stb.. A trpgyntlnségk lmzésénk és kiértéklésénk rdmény a trp lírására szolgáló három gymástól függtln paramétr: a szórás négyzt σ, az L0 intgrál lépték (Gdon, 983) és az alfa α úttípustól függő állandó. Ezk ismrtébn az útprofil spktrumot vagy spktrális sűrűségfüggvényt Gx a gyakorlathoz lgndő, kllő pontossággal modllzhtjük. Az alábbi képltt alkalmazva: G x(n3) 4L0 = σ 00. (.9) α 4 + L0n3 α Az útprofil spktrum sgítségévl összhasonlíthatóvá válnak az gys trpprofil típusok. A 5 cm-nél nagyobb akadályokat makro akadályoknak, míg az nnél kisbbkt mikro akadályoknak nvzik (Gdon, 00, 008). A mikro akadályok vagy más névn a trpprofil járulékos lngéskt okoznak, mlyk hatással vannak a szlipr, valamint a gördülési llnállásra. A függőlgsn flflé irányuló gyorsulás csökknti az adhéziós tömgt, így csökknnk a dformációk. A lflé történő gyorsulás azonban növli az adhéziós tömgt, zzl növlv a dformációkat. Így fokozva a jármű mntllnállásának mértékét, illtv annak ingadozását (ovács, 0). A függőlgs lngésgyorsulások kiértéklésér Nguyn és Inaba (0) is a tljsítmény sűrűségt (PSD, powr spctral dnsity) használta. Durst, Mason, Mcinly, Baylot (0) a talajprofilok érdsségénk RMS-ét vizsgálta fraktál dimnzió analízissl. Bizonyos kikötéskkl fraktál dimnziós módszrrl jól lht közlítni a talajflszín érdsségénk RMS-ét. A növkvő trpgyntlnség növkvő igénybvétlt grjszt a haladó járművön. Ilyn tkinttbn, különböző trpviszonyokkal és annak hatásával foglalkozott Gurmai és iss (009)..3. Gumiabroncs-talaj kapcsolat A környzt és jármű (krék) tulajdonságai gyütt határozzák mg a haladási nrgia igényt, zért a krék-pálya kapcsolatát a járművs szakmbrk négy csoportba sorolják. Az lső a mrv-krék, mrv-pálya modll, amlyt a vasúti közlkdésbn alkalmaznak. A valóságban az acélkrék és sín is dformálódik. Ezk a dformációk azonban olyan cskélyk, hogy a modllbn nm vsszük figylmb. A kis dformáció miatt nagyon kis flfkvési flült alakul ki, így a gördülési llnállási tényző érték nnél a kapcsolatnál az zrd nagyságrndb sik (pl.: 0,00). A tisztán mrv kapcsolat hátránya a nagy lngésgyorsulások és rakciórők kltkzés az stlgs pálya gyntlnségk hatására. A második a dformálódó-krék, mrv-pálya modll, z a közúti közlkdésr jllmző kapcsolat, ahol a bton vagy aszfalt a mrv pálya. Itt az általános használat és magas haladási sbsség krül lőtérb. A dformálódó lm a gumiabroncs, az út érdsségből adódó rázóhatásokat lnyli, így lhtővé tév a nagyobb sbsségű haladást. A gumiabroncs dformációja miatt a gördülési llnállási tényző érték nnk a kapcsolatnak a század nagyságrndkb sik (pl.: 0,0). A harmadik modll a dformálódó-pálya, mrv-krék kapcsolatának modllj. Ezzl a kapcsolattal vaskrkű földmunka-, szméttlpi- és bányagépknél találkozhatunk. Ezkn a gépkn azért 9

20 . Szakirodalmi áttkintés alkalmaznak mrv krkt, hogy az a sérülésknk jobban llnálljon. A gördülési llnállás érték itt ign változó lht. A talaj állapotától függ. Abban az stbn, amikor a talaj kmény, akkor kisbb, amikor lazább, akkor nagyobb a gördülési llnállási tényző érték. A gördülési llnállás a talaj változatosságához hasonlóan ingadozik. A ngydik kapcsolat típus a dformálódó-pálya és dformálódó-krék modll. A gumiabronccsal szrlt járművk trpi közlkdésénél, valamint a mzőgazdasági gépknél találkozunk ilyn kapcsolattal. A gördülési llnállási tényző bbn az stbn a lgnagyobb, érték tizd nagyságrndű lht (pl.: 0,3). Ebbn az stbn a lgnagyobb a haladási nrgiaigény, mrt a talaj és az abroncs gyüttsn dformálódik. A talaj paramétrk nagy szórása itt is jllmző. A krék és gumiabroncs modllzés a téma jlntőség miatt nagyon ltrjdt. Számos kutató foglalkozik vl. A számítástchnika fjlődésévl gyütt bonyolódnak a modllk. Az új modllzési ljárásokkal igykznk újabb és újabb rdménykt lérni. Napjainkban a lgltrjdtbb a diszkrét lms modllzés. Smith és Png (03) diszkrét lms módszrrl alkottak bordás, gylőr mrv krkt, amly a szintén DEM módszrrl modllztt talajon gördült (.5. ábra)..5. ábra Smith és Png (03) DEM modllj Hajtott illtv vontatott krkt is tudnak modllzni. Az.5. ábrán és a hozzá tartozó diagramon éppn gy hajtott krék látható mlynk a nyomatékát és a talajba történő bsüllydését ábrázolták az idő függvényébn. Pirossal jlölték a szimulált, fktévl a valós mérést. A flső két görb a nyomatékot, az alsó kttő a bsüllydést szmléltti. Végslms módszrrl történő modllzésr Xia (0) által alkotott abroncs-talaj kapcsolat lírására készült modllj jó példa. Az abroncsot és a talajt is háromdimnziós térbn hozta létr. Az abroncs és a talaj rácsozása és színzés sgítségévl mind a kttőt ért nyomások illtv dformációk jól szmléltthtők, így például nyomon kövthtő a kréksugár változás. A krék krülti sbsségénk növlés a gördülési sugár növkdését rdményzi. A növkdés mérték gy tlítődési görb. Elint nagyobb, majd gyr kisbb mértékbn növkszik a gördülési sugár. -ről 3 rad/s krülti sbsség növlés hatására a gumiabroncs gördülési sugara 7 mm-t növkdtt. A viszgált abroncs átmérőj 98 mm, a szélsség 37 mm volt. Rapr (005) alacsony gumiabroncsnyomásnál vizsgálta a krék (abroncs-talaj) érintkzési flültér kifjttt hatását. A gyökérzt növkdésénk változását is figylt a talajtaposás mértékétől függőn. A Mars és idgn bolygó xpdíciók új lndültt adtak a krék-talaj kapcsolatának vizsgálatához. Számos cikk jlnik mg a homoktalajok illtv különböző mrv krkű kis járművk kapcsolatáról. Idgn bolygókon a nagy hőingadozás és a légkör hiánya miatt általában lőszrtttl alkalmaznak mrv krkt. Expdíciós járművknél az akadály lküzdő képsség és a mgbízhatóság szrplnk lgfontosabb szmpontként. Lénygs szmpont még az nrgiatakarékos haladás. Bolygó kutató jármű vizsgálatával foglalkozott Li, Ding, Gao, Dng, Li (03). utatásukban a krék-talaj kapcsolatot vizsgálták. 0

21 . Szakirodalmi áttkintés 0-bn szintén Mars kutató -Rovr lnvzésű- jármű krkénk a talajjal történő kapcsolatát vizsgálta nuth, Johnson, Hopkins, Sullivan és Moor (0) DEM módszrrl. Ishigami, Miwa, Nagatani, Yoshida (007) a Mars jármű talajmchanikai vislkdését kutatták laza talajon. Ehhz talaj vályút alkalmaztak, amlybn jobban mgfigylhtő a krék vislkdés. Taghavifar és Mardini (03) a radiál gumiabroncsok gördülési llnállásának alakulását vizsgálták a sbsség, blső légnyomás illtv a függőlgs trhlés hatására. Talaj vályúban lőkészíttt talajon, mgfllő függsztő mchanizmussal llátott krkt gördítttk. A fdtt talajvályús kísérltknk számos lőny van. Védtt az időjárás viszonytagságaitól. A vályúba töltött talaj tulajdonsága jól módosítható. A mérésk ismétlését nagy biztonsággal azonos körülményk között lht végrhatani. A halladási sbsség, blső légnyomás valamint a függőlgs trhlés is jól bállítható. Az gyik rdményük többk között, mly szrint a függőlgs trhlés és a gördülési llnállás között valamilyn xponnciális kapcsolat lht. A fúvott gumiabroncs gördülési llnállási tényzőj dformálódó pályán a trhlés növkdésévl növkszik. A jármű motorja által szolgáltatott nrgiát a mntllnállások és az rőátvitli vsztségk mésztik fl (.6. ábra). A mntllnállások: Szlip okozta vsztség Gördülési llnállás Emlkdési llnállás Légllnállás Thttlnségi llnállás. A jármű haladása közbn dformálja a talajt, valamint a gumiabroncs is dformálódik. Az abroncs radiálisan illtv tangnciálisan is dformálódik. A kltkző dformációk nrgiavsztséggl járnak (Brnstin, 93), zkt a vsztségkt a gördülési llnállás és a szlip foglalja magába. A gördülési llnállás és a szlip tartalmazza azokat a vsztségkt, amlyk a gumiabroncsra és a jármű által bjárt pályára vonatkoznak. Ezk, a gumiabroncs dformáció és a talaj dformáció által okozott llnállás, valamint a trpprofil által klttt járulékos llnállás. A függőlgs és krsztirányú gumiabroncs, valamint talaj dformációkat a gördülési llnállás tartalmazza. A haladási iránnyal párhuzamos talaj és gumiabroncs dformációkat, valamint a gumiabroncs és talaj között létrjött közvtln lcsúszást is a szlip foglalja magába. Abban az stbn, ha jármű nm tljsn sima vagy homogén pályán halad, akkor a pályaprofil mindn stbn függőlgs és hosszirányú lngéskt is grjszt. A lngésk átadódnak a járműtstr, így mgváltoztatva annak hlyzti és mozgási nrgiáját, zzl járulékos gumiabroncs és talaj dformációt hozva létr (iss, 00). A trpn történő haladás zért nagyobb nrgia bfkttést igényl a sima pályával szmbn. Mivl a trpprofil sztochasztikus, zért a lngésk is azok. A trpn történő haladás dinamikus folyamat (Gdon, 00). Thát a gumiabroncs-talaj kapcsolatában a gördülési llnállás, a szlip és a trpprofil klttt lngéskből kltkző járulékos trhlés okozza az nrgia vsztségt.

22 . Szakirodalmi áttkintés.6. ábra A trpn mozgó jármű motorja által ladott nrgia mgoszlása

23 . Szakirodalmi áttkintés.3.. Gördülési llnállás Mchanikai értlmbn a gördülési llnállás a krék támasztórjénk a krék középpontjára kifjttt nyomatéka, amly llntéts a krék forgásirányával. Ebbn az stbn a gördülési llnállás mértékgység nyomaték [Nm]. (Csizmadia és Nádori, 996) Trpjárás-lméltbn és járműdinamikában (Bkkr, 956) a gördülési llnállás a gumiabroncs és a talaj dformációk (függőlgs és krsztirányú) összgéből tvődik össz. Járműr illtv krékr is értlmzhtő. Mértékgység bbn az stbn rő [N]. A gördülési llnállás: Tljsn vízszints úton a cosα =. F = F f cosα. (.0) g N A gördülési llnállási tényző f mghatározása vontatással végzhtő, ha a haladási sbsség (v = áll.) állandó, az mlkdő mrdkség α = 0 :.3.. rékcsúszás Fv f =. (.) F N A gördülés gyik fontos jllmzőj a szlip. A szliphz vagy csúszási vsztséghz jllmzőn a jármű haladási irányával mggyző irányú gumiabroncs és talaj dformációk tartoznak. A gumiabroncstalaj kapcsolatában három hlyn kltkzht szlip vsztség. A gumiabroncsban, a gumiabroncs és talaj érintkzési flült mntén és a talajban. Lgnagyobb mértékű lcsúszás a gumiabroncs és a talaj érintkzés mntén van. Ennél kisbb az lcsúszás a talajban, és minimális mértékű alakváltozás a gumiabroncsban is kltkzik, amit alakváltozási szlipnk nvznk. A tljs szlip mghatározása méréssl történik. Mértékgység [%]. Elméltbn a szlipt a mgttt út hosszból lht kiszámolni (..). s0 s S= 00. (.) s 0 A gyakorlatban a szlipt azonban a jobban mérhtő krék fordulatszámából határozzák mg (.3.). A szlip nélküli gördülés, vagyis a tiszta gördülés fltétl, hogy a mgttt úthossz gynlő lgyn a lgördülő ívhosszal. Erőtani szmpontból nnk az a fltétl, hogy a kréknk a talajjal történő érintkzés során n kltkzzn krülti rő. Ebből az kövtkzik, hogy a gördülő kréknél mindig van valamkkora szlip. A szlipt nm lht mgszünttni, a szlipt optimalizálni kll. A fúvott gumiabronccsal szrlt közúti járművk szilpj -4 % a mzőgazdasági járművké 8- %. n4 n0 S= 00. (.3) n ülönbség van pozitív illtv ngatív szlip között. A pozitív szlip a hajtó kréknél kltkzik, amikor a krék krülti sbsség nagyobb, mint a krék haladási sbsség. Ngatív szlip a vontatott kréknél kltkzik, ha a krék haladási sbsség nagyobb a krülti sbsségénél rék és a talaj érintkzési flült A flfkvési flült változása mrv pályán gyr kisbb thrbírású talajokon a.7. ábrán látható. A talaj thrbírásának csökknésévl a talaj visszarugózása miatt a nyom kép a függőlgs tnglyr nm lsz szimmtrikus. A dformáció növkdésévl növkszik az aszimmtria mérték is. A flfkvési flült a gumiabroncs és a talaj közös dformációjaként jön létr. A talajdformáció növkdésévl növkszik a flfkvési flült is, és zzl fordítottan csökkn a közps talajnyomás. 4 3

24 . Szakirodalmi áttkintés A krék függőlgs tnglyéhz képst az llipszis haladási irányba ső rész lőrflé mgnyúlik. Az llnkző oldalon a talajtaposás miatt a krék nm fkszik fl, így az llipszis zn oldala rövidbb lsz. A talajnyomás maximális érték a krék függőlgs tngly körül alakul ki. Attól mindkét irányban távolodva csökkn. A szakma mrv pályán gördülő abroncs flfkvési flülténk nagyságát llipszissl közlíti, így ttt Smith, Ellis, Horn (000) is. Haladási irány.7. ábra Azonos tömgű trhlés mlltt a krék flfkvési flültink változása különböző thrbírású talajokon (Sitki, 967) A gumiabroncs nyomása is hatással van a flfkvési flültr (.8. ábra). Az abroncsnyomás növlés csökknti a flfkvési flültt mrv pályán, illtv dformálódó pályán gyaránt..8. ábra A flfkvési flült változása az abroncsnyomás függvényébn mrvpályán illtv dformálódó pályán (Sitki, 967) 4

25 . Szakirodalmi áttkintés A lgkisbb flfkvési flült és zzl a maximális talajnyomás mrv-pályán a lgnagyobb abroncsnyomás mlltt jön létr. L (0) végslm módszrrl modllzt a fúvott gumiabroncs és a hó kapcsolatában kialakult viszonyokat. Több abroncsnyomást alkalmazott. Többk között mghatározta az abroncs flfkvési flült alatti nyomás loszlást Tolórő mghatározás A tolórő a gumiabroncs és a talaj között ébrd. A jármű -a krék- akkor indul l, ha a krülti rő (tolórő) nagyobb, mint a gördülési llnállás, valamint, ha a talaj nyírószilárdsága nagyobb, mint a krülti rőből adódó talajnyírás. Az utóbbi tljs mértékbn a talaj tulajdonságától függ. A kifjthtő tolórő thát a talaj nyírószilárdságától, az adhéziós súlytól és a járószrkzt vsztségitől függ. A talaj nyírószilárdságát krts talajnyíró készülékkl vagy hlyszíni talajnyíró műszrrl határozzák mg. A vizsgálatok során mgállapították, hogy a talaj nyírószilárdságának szmpontjából két fő típust lht mgkülönbözttni. Ezk a kohézióval rndlkző talajok (.9. a, ábra), mlyk nyírófszültségét a képlttl lht számolni, és a τ= c +µσ (.4) kohézió nélküli talajok (.9. b, ábra), mlyk nyírófszültségét a képlttl lht számolni. τ =µσ (.5).9. ábra ülönböző nyírási diagramok, a) csúcsos, b) aszimptotikus nyírási diagram ülönböző homoktalajok nyírásával foglalkozott Sadk, Chn, Liu (0). A talajmintákat krts talajnyíró készülékbn nyírták l. A mérésikt DEM módszrrl is modllzték. Erdményként aszimptotikus és csúcsos nyírási diagramjaik törés pontjait határozták mg. A csúcsos nyírási görb lírására Bkkr (956, 96) javasolt képltt. Az aszimptotikus nyírási függvény lírására -lánctalpas járószrkztnél- Jánosi és Hanamoto (96) alkotott képltt: 3 Fx sl sl 3 F τ t = m. (.6) A tolórő mghatározásával még számos kutató foglalkozott. Sitki (978, 986) bvztt a karaktrisztikus szlip fogalmát, amly a ndvsségtartalom, sűrűség, abroncsátmérő, nyomás és kréktrhlés függvény: 5

26 . Szakirodalmi áttkintés F F x s * S t = τ m. (.7) A rdukált nyírási diagram fogalmát omándi (993) vztt b. A csúcsos nyírási diagramot aszimptotikus nyírási diagramá rdukálta, zzl a görbékt líró bonyolult összfüggéskt lgyszrűsíttt. A gumiabroncs-talaj kapcsolatában kifjthtő vonórő képltt később módosította. A rdukált nyírási diagramból számítható tolórő mghatározásának képlt:.3.5. Enrgtikai modllk F rd Fx SY SY rd t = τ m. (.8) A trpn haladó jármű nrgiaigényét a ráható llnállások alapján határozzák mg. Traktorra vonatkozó tljsítménymérlg és vsztség mghatározás módszrét omándi (966) dolgozta ki. Zanasi, Grossi, Morslli (007) a gumiabroncs-talaj kapcsolatára háromdimnziós dinamikai nrgtikai modllt készíttt. A modllzéshz Powr-Orint Graphic (POG) tchnikát használt. A modll a jármű vagy krék mgcsúszását is figylmb tudja vnni. Park, Popov, Col (004) vizsgálta a nhéz trpjárók rzgésink hatását a talaj dformációra. Három különböző numrikus modllt alkottak: az gy pont érintkzési-, a mrvkrék érintkzési-, és a dformálódó krék érintkzési modllt. Jardin, Potts, Fouri, Burland (986) tanulmányozták a nm-lináris vislkdés hatására bkövtkztt talajszrkzti változásokat. Nakashima és Oida (004) végs lm és diszkrét lms módszrrl vizsgálták a talaj-gumiabroncs kapcsolatát. Akkoriban lmi talajrészként még a gömb forma volt ltrjdt. Ők is zt alkalmazták. Az lmk közötti kapcsolat lírásához itt is rológiai lmkt használtak. Függőlgs kapcsolatnál gy klvin lm, amly csak nyomást tud flvnni, húzás hatására a két lm lválik gymástól. Vízszints irányba szintén klvin lm, amllyl sorba kapcsoltak gy száraz súrlódásos lmt. Az gy nyomon történő többszöri áthaladást a szakma multi-pass jlnségnk nvzi. A jlnséggl lsőként Holm (969) foglalkozott majd később, például an, Ayrs, Howard, Andrson, och (03) és Lyasko (00). Lyasko mérési azt mutatják, hogy adott talajon adott gumiabronccsal történő többszöri áthaladás rdményként a talaj a tömörödés miatt flkménydik (.0. ábra.). Az lső áthaladáshoz képst a 0. áthaladás rdményként a talaj dformációja az lsőhöz képst 70 %- al lsz kisbb. Az lső és második áthaladás között talajtól és abroncstól (-5 különböző abroncs-talaj párosítások) függőn 5-30 %-os növkdés lht. A és 3. áthaladás között viszont csak 5 % körüli dformáció növkdés figylhtő mg. A többszöri áthaladás nm csak a dformációra, hanm a vontatási rő és nrgia szükségltr is hatással van. A gumiabroncs-talaj kapcsolatban a krék alatt kialakult dformáció rdményzi a gördülési llnállást (Bkkr, 956) zzl az gyik lgjlntősbb nrgtikai paramétr. Minél nagyobb a talaj dformáció, annál nagyobb a haladási nrgia igény. ülönböző talaj-abroncs kapcsolatában kialakult dformációkkal foglalkozott iss és Laib (997). 6

27 . Szakirodalmi áttkintés.0. ábra Multi-pass jlnség hatása a talajdformációra, különböző abroncstalaj párosítások stén, : abroncs (5.00-0) frissn szántott vályog talajon, : abroncs (5.00-0) ülpdtt vályog talajon 3: abroncs (4.5-3) homokos vályogtalajon, 4: abroncs (4.5-3) agyagos homoktalajon, 5: acél krkű traktor agyag talajon (Lyasko, 00) A gumiabroncs-talaj kapcsolatát Frvrs (004) is modllzt. FEM módszrt alkalmazott. ülönböző talajoknál és különböző abroncs légnyomásoknál. A krék mindn részét modllzt és a részkt összillsztv készíttt l a tljs krék modlljét (.. ábra.).. ábra Egyszrű 3D radiál gumiabroncs modll (Frvrs, 004) 7

28 . Szakirodalmi áttkintés.4. Szakirodalomi áttkintés összfoglaló értéklés A szakirodalom áttkintés alapján lmondható, hogy a gumiabroncs talaj kapcsolatában a csillapítási vsztségk (logaritmikus dkrmntum) részltsbb vizsgálatát csak az utóbbi évtizdkbn kzdték l. A gumiabroncs-talaj kapcsolat gy dinamikus, gyszrr grjszttt és csillapított lngőrndszr, mlynk vislkdését a csillapításra jllmző paramétr a logaritmikus dkrmntum alapjaiban határozza mg. Az abroncson ébrdő lngésgyorsulások nagyságát, a talajon való gördülés közbn a talaj csillapítási tulajdonsága jllmzőn mghatározza. A talaj csillapítási tulajdonságának mghatározásával nagyon kvsn foglalkoztak. A szakirodalom áttkintés után mgállapítható, hogy külön, a talaj csillapítási értékénk mgmérésér vagy mghatározására irányuló módszr nm létzik. Továbbá nm tisztázott, milyn függvénykapcsolat van a talajjllmzők és azoknak a krékn kifjttt csillapításának mérték között. A talajnyomás hatására kialakult bsüllydés témakörébn számos irodalom llhtő fl. Viszont a tömörítő flült alatt végbmnő folyamatok jllmzőn kvésbé vannak fltárva. Ilyn például a nyomó flült alatti függőlgs dformáció és a talaj oldal folyása. Rndszrint csak a -nyomó flült hatására- kialakult függőlgs talajdformácóval foglalkoznak, holott -talaj típustól függőn, különböző mértékbn- a nyomóflült alatt oldalfolyás is kltkzik. Nagyobb mnnyiségű homoktartalom stén nagyobb, magasabb agyagtartalom stén pdig kisbb mértékű oldalfolyás jön létr. Jlnlg zért nm tljsn gyértlmű, hogy mikor mkkora nyommélység alakul ki. A kúpos pntrométrs méréskt ltrjdtn alkalmazzák. Jllmzőn talaj thrbírási vizsgálatára, talaj mgmunkálási minőség llnőrzésr, illtv a járműr vonatkozó várható gördülési llnállás nagyságának mghatározására használják fl. A talaj sűrűség mghatározása -főlg mélybb rétgkbn- ign munkaigénys fladat. A talaj sűrűség valamilyn módon összfügg a CI értékkl, hiszn kisbb sűrűségű talajoknál kisbb, míg tömörödöttbb, nagyobb sűrűségű talajoknál nagyobb talaj llnállást lht mérni. Azonban a szakirodalomban nm llhtő fl olyan összfüggés, amly a CI érték alapján mgadná a talaj sűrűségt. A talajnyomás és a hatására kialakult bsüllydés közötti kapcsolat lírására több összfüggés létzik (.3,.4,.5,.6). özös jllmzőjük a talaj thrbírási tényzőj k és a talajtól függő konstans az n kitvő, értékük talajonként és összfüggésnként ltérő lht. A gyakorlatban lginkább a Szaakjan fél formulát (.6) alkalmazzák, mrt az figylmb vszi a nyomólap átmérőjét is. Az n kitvő szakirodalmi adatok alapján még kllő pontossággal mgbcsülhtő, d a mghatározásukra gyébként nyomólapos talajvizsgálatokat kll végzni, mly ign munkaigénys fladat a nagy gépi rő szükséglt miatt. Jó lnn olyan ljárás vagy módszr, amllyl a k illtv az n kitvő, gyszrűbbn, nagy brndzésk nélkül a hlyszínn, aránylag könnyn mghatározható lnn. 8

29 3. Anyag és módszr 3. ANYAG ÉS MÓDSZER Ebbn a fjztbn mutatom b az alkalmazott mérési módszrkt és szközökt. A gumiabroncstalaj kapcsolatában a gumiabroncs nyomása mghatározó szrpt játszik a mntllnállás nagyságának kialakulásában. özvtlnül bfolyásolja a talajdformáció mértékét és a csillapítást is. A talajdformáció és a talajcsillapítás vizsgálatához szabadföldi és laboratóriumi kísérltk szolgáltatták az alapot. 3.. Vontatási kísérlt lrndzés és mnt A vizsgált jármű gy Gaz 69 típusú trpjáró volt, amlyt gy John Dr 6600 típusú traktor vontatott 0 km/h állandó sbsséggl (3.. ábra). A vontatási vizsgálat btonon, gy talajtípuson, annak azonban három különböző állapotán történt. A vonószrkzt lhtővé ttt, hogy a jármű még érinttln un. szűz profilú talajon haladjon. Mindn szakaszon külön bállított abroncslégnyomás volt. Az alkalmazott abroncslégnyomások.,5 bar,,8 bar,, bar és,4 bar. 3.. ábra A vizsgálathoz használt járműszrlvény, vontató jármű: John Dr 6600, vizsgált jármű: Gaz 69 A talajon történő vontatás hlyszínrajza a 3.. ábrán látható. Mindn bállított abroncsnyomáshoz tartozott gy-gy 0 m hosszúságú flprofilozott mérőszakasz, mlyk lőtt illtv után biztosítva volt lgndő hosszúságú gyorsítási és kifutási út. A vizsgált jármű mind a négy krk azonos típusú gumiabronccsal volt flszrlv. Abroncs adatok: Abroncs típus: Taurus Mintázat: TP6 Pánt jl: 5,00 F x 6 Tömlő: 6,50-6 Átmérő: 760 mm ±,5% Maximális szélsség: 84 mm Trhlt sugár, álló: 350 mm ±,5% (mindnkori névlgs trhlés) PR.: 6 9

30 3. Anyag és módszr 3.. táblázat katalógus szrinti abroncs trhlhtőség Mgngdtt maximális trhlés 8,333 m/s (30 km/h) maximális sbsségig: [N/m ] , [N] 3433,5 4365,5 50,8 5787,9 6435,4 A jármű tömg 30 kg, lső tnglytrhlés 780 kg, hátsó tnglytrhlés, 530 kg, tnglytávolsága,38 m, a nyomtáv,47 m. A tnglytrhlésk illtv a jármű tömg is tartalmazza a járművztő tömgét. A mérés mnt: 3.. ábra A talajon történt vontatás hlyszín rajza, a vontatási szakaszokkal és a szakaszokon alkalmazott abroncsnyomásokkal. Mérőszakasz kijlölés (0 m), ráfutási és kifutási útszakasszal.. Mérőszakasz (szűz profil) profilozása közlkdődényk lvén működő profilozó készülékkl. 3. Talaj mintavétl és talaj vizsgálatok a mérőszakasz több pontján (CI, ndvsségtartalom). 4. A vizsgált járművön az abroncslégnyomás bállítása. (50 kpa (,5 bar); 80 kpa; 0 kpa; 40 kpa) 5. Vontatási kísérlt lvégzés. (v = áll =,778 m/s, (0 km/h)) 6. A dformált mérőszakasz újra profilozása a kréknyomban (maradó profil flvétl). 7. A talaj vizsgálatok ismétlt lvégzés a kréknyomban. A fnti vizsgálati sor vályogos-homoktalaj tarló, tárcsázott tarló és kultivátorozott állapotán ltt lvégzv. Profilozás nélküli vontatás btonon is történt. Továbbiakban zn kifjzésk alatt (tarló, tárcsázott tarló, kultivátorozott) az alábbi táblázatban szrplő paramétrkkl rndlkző vályogoshomoktalaj különböző állapotait kll értni. 30

31 3. Anyag és módszr 3.. táblázat Talajállapotok mgnvzéséhz tartozó talajfizikai paramétrk Térfogat tömg ρ [g/cm 3 ]* Ndvsségtartalom nt [t%] 3 Thrbírási tényző k [N/cm ] Tarló,64 6,63 85 Tárcsázott tarló,60 9,46 47 ultivátorozott,5,0 33 *átlagos adatok, loszlás a 4.8. ábrán. Homok: -0,05 mm Iszap: 0,05-0,00 mm Agyag: <0,00 mm 90,50% 3,0% 6,30% Az lső oszlop a talaj térfogat tömg. A második oszlop a talaj ndvsségtartalma, tömgszázalékban, száraz bázisra vonatkoztatva. A harmadik a talaj alakváltozási tényzőj. Az utolsó három pdig a talaj fizikai össztétl, a szmcsmért tartományok. A btonon történt vontatási vizsgálat szükségsségét az indokolta, hogy lgyn gy rfrnciamérés, amlyhz a vizsgált talajon végztt paramétrkt (például a kialakult gumiabroncs flfkvési flült) lht hasonlítani. A bton nm dformálódó pályamodllnk fll mg, így azon csak a gumiabroncs dformálódik. A profilja is jó közlítéssl tljsn síknak tkinthtő a vizsgálat alá vont talajokéhoz képst. A btonon való mérés sgítségévl később számításban lkülöníthtő a gumiabroncs- és a talajdformáció illtv az abroncs és a talaj csillapítása. 3.. Járműparamétrk mérési módszri és szközi A járműparamétrk gy rész főlg gomtriai mértkből állnak, amlyk érték a vizsgálat során nm változik. Ezk mghatározása mérőszalaggal, millimétrs pontossággal történt:. Nyomtáv. Gumiabroncs szélsség 3. Tnglytáv 4. rék átmérő A jármű tömg mghatározásának szköz négy darab talpmérlg volt. (3.3. ábra). A mérlgk által mutatott értékk összg adja a jármű össztömgét, valamint így tnglynként és gumiabroncsonként is mghatározhatók a trhlési értékk. Mérés közbn a haladási sbsség,778 m/s (0 km/h) volt. A haladási sbsség a mérőszakasz hosszából és a mérőszakasz mgtétléhz szükségs időből ltt mghatározva, valamint a traktor sbsségmérőjévl llnőrizv. A vizsgált jármű rugóállandója a jármű adott tnglyr ső súlyrjéből és a kzdti bsüllydéséből számolható. A kzdti bsüllydés mgállapításának mnt: A talaj és a flépítmény mgfllő pontja közötti távolság flvétl. A jármű karosszériájának mgmlés úgy, hogy a kijlölt tngly thrmntsüljön. A talaj és a flépítmény mgfllő pontja közötti távolság újbóli flvétl. A mért két távolság különbség adja a kzdti bsüllydés nagyságát. További jármű paramétrk: 5. Jármű tömg 6. Haladási sbsség 7. Gumiabroncsnyomás a. Abroncs rugómrvség

32 3. Anyag és módszr Az 5, 6 ponttal jlölt paramétrk mérés közbn nm változtak ábra A jármű tömgénk mghatározása, PAT-SAW 0 C típusú talpmérlg, méréshatár: 0 tonna, széria szám: 8547 C Abroncs rugómrvségénk a mghatározása A jármű abroncsának rugómrvségét az abroncs adott nyomáson flvtt rugókaraktrisztikájából lht kiolvasni. A rugókaraktrisztika mghatározása: A talpmérlgk sgítségévl mindig lolvasható volt az abroncsot trhlő rő. A rugókaraktrisztikát mindn vizsgált abroncsnyomáson mg kllt határozni. A mgfllő nyomás érték bállítása után a krkt thrmntsítni kll. Majd lmérni a krék közp és a talaj közötti távolságot (3.4. a. ábra.). övtkző lépésbn az abroncsot a jármű saját súlyával kll trhlni. Majd többlt súlyok flhasználásával ismétlni a mérést (3.4. b ábra.). Mindn gys súly körülblül 98 N többlttrhlést rdményztt a vizsgált krékn. A trhlés növlésévl párhuzamosan lmérésr krült az abroncs dformáció is. A mgfllőn társított trhlés és dformáció értékk összsségénk rdmény az abroncs rugókaraktrisztikája ábra Rugómrvség mghatározás, a) krék középpontjának és a talaj távolságának flvétl, b) többlttrhlés a vizsgált abroncson 3

33 3. Anyag és módszr 3.3. Talajparamétrk mérésénk módszri és szközi A vizsgált talaj típusa: vályogos-homoktalaj. A vizsgálat során a talajflszín: gabonatarló, tárcsázott (hántott) gabonatarló és kultivátorozott talaj volt. A vizsgált talaj paramétrk:. Talajflszín (talajprofil), szintmérő készülék.. úpos indx (CI érték), pntrologgr: Ejkllkamp típus (3.5. ábra.). 3. Fizikai össztétl, talajmintavétl (3.6. ábra.). 4. Ndvsségtartam, SMM- típusú talajndvsség mérő (3.7. ábra.). A talaj gys tulajdonságai napszakon blül is jlntősn változhatnak, zért a mérés alatt, közvtlnül lőtt illtv utána lttk rögzítv. A btonon kiválasztott szakasz tljsn vízszintsnk tkinthtő A talajflszín mérési módszr és szköz A talajflszín mindn talajállapoton áthaladás lőtt, illtv áthaladás után is flmérésr krült. Így a talajdformáció pontosan számolható. A talajflszín alakjának flvétl (profilozása) úgynvztt profilométrrl történt, amly a közlkdődényk lvén működik. A műszr közvtln profilmérést valósít mg. A kijlölt szakaszokon pontosan a lndő kréknyom közpébn ltt -gy lőr mghatározott ponthoz képst- a talajflszín magassága mghatározva. A jobb és bal nyomvonal profilja gyaránt rögzítésr krült. A mintavétlzési távolsága 0 cm volt. Mivl a mérési szakasz 0 cm-s pontjában volt az lső mérési pont így az gész szakaszon, gy oldalon összsn 0 mérési rdmény szülttt. A mérés pontossága ±0,5 cm volt. A közlkdő dényk lvén működő szköz lényg, hogy gy kiválasztott bázis ponthoz képst lht mghatározni a profilozás pontjaiban a talajszint magasságát. A kiválasztott bázis pont magassága a mérés lőtt és után változatlan volt úpos-indx mérési módszr és szköz A kúpos indx a talaj thrbírására jllmző érték. Jlölés: CI. A kúpos indx függvény a mélység függvényébn mgadja a talaj thrbíró képsségét. A CI mérés az úgynvztt Ejkllkamp típusú Pntrologgrrl történt (3.5. ábra). A műszr gy rőmérő cllával és gy lézrs távolság mérővl van llátva, zk sgítségévl a mért CI függvényt digitális formában rögzíti. A mérés szabadföldön illtv talajvályúban cm -s, 60 -os és 3,3 cm,30 -os csúcsszögű nyomófjjl történt ábra Pntrologgr és használata 33

34 3. Anyag és módszr Talaj fizikai össztétlénk mghatározási módszr és szközi A talaj fizikai össztétl laboratóriumi körülményk között krült mgállapításra a Talajtani Intézttl gyüttműködv. A fizikai össztétl mgállapításához a nyomvonalak közvtln közléből vtt talajminta szolgált (3.6. ábra). A mintavvő hngrk 5 cm magasságú és átmérőjű rozsdamnts acél csövk. A csövkt gy készülékb kll hlyzni majd azt a talajba vrni. A hngr fltöltődik talajjal, zután a készülékből kiszdtt hngr végit műanyag ttővl lht lzárni. A talajminták így mgőrzik rdti szrkztükt valamint ndvsségtartalmukat is. A minták sgítségévl lső lépésbn a ndvsségtartalom ltt mghatározva majd a szmcsössztétl. Szabadföldi talaj és talajvályúba töltött talaj stén gyaránt ábra Talajmintavétl A talajt alkotó szmcsék szitaszűrési ljárással lttk lválasztva gymástól. A különböző szmcsmértk mnnyiségénk ismrtébn mgállapítható a talaj típusa. A mintavvő hngr mértink ismrtébn pdig a talaj térfogattömg és porozitása is számolható Hlyszíni ndvsségtartalom mérés módszr és szköz A talajminták sgítségévl laboratóriumban mghatározott ndvsségtartalom mlltt, a trpn is mghatározásra krült a talaj ndvsségtartalma. Err a célra a PCE-SMM típusú talajndvsség mérő készülék szolgált (3.7. ábra). A műszr mérési tartománya 0-50% +/-% ábra PCE-SMM talajndvsség mérő 34

35 3. Anyag és módszr 3.4. özös paramétrk mérésénk módszri és szközi A gumiabroncs-talaj kapcsolatában a haladás során kialakult jllmzők a talaj illtv jármű gyütts gymásra hatásából jön létr. Például a tömg mgváltozása mgváltoztatja az abroncs flfkvési flültét. A talaj thrbírása, az abroncsnyomása vagy a gumiabroncs rugalmasságának változása is hasonló rdménnyl jár. Azonban zk a változások különböző mértékbn hatnak. Így ha valamly lőző paramétrk (talaj vagy jármű) közül valamlyik mgváltozik, akkor az alábbi jllmzők is változni fognak. A mért paramétrk a gumiabroncs-talaj kapcsolatában:. Flfkvési flült, hossz- és krsztátló, mérőszalag (3.8 ábra.).. Talaj dformáció, profilométr, számítás. 3. Vonórő, rőmérő clla (50 kn, 3.0. ábra.). 4. Lngésgyorsulás, háromirányú gyorsulás érzéklő (3.9. ábra.), Spidr-8-as típusú adatgyűjtő rndszr (3.. ábra.) Gumiabroncs flfkvési flülténk mghatározási módszr A flfkvési flült gy jlntős gumiabroncs-talaj kapcsolati paramétr. Ezn a flültn érintkzik a két különálló rész, zn valósul mg a különböző rőhatások átadása. Például: tolórő, fékrő, oldalrő, tapadás, támasztórő ábra Flfkvési flült mghatározása A flfkvési flültt mindn abroncsnyomás és talajállapot mlltt, az lső tngly két krékén a jármű álló hlyztébn ltt flvév. Amikor a jármű az adott talajra állt jlző porral történő körbszórás jlölt ki a flültt. A jármű tovább haladása után az ott maradt jlzőpormnts trültnk a hossza és szélsség alapján számolható a flült. A gumiabroncs flfkvési flült álló hlyztbn illtv mrvpályán llipszis alakkal közlíthtő. Dformálódó pályán történő haladás stén az llipszisforma torzul (.8. ábra.). A tljsn pontos flfkvési flült mghatározásához azt mntközbn klln mérni. Mnt közbni flfkvési flült mérésr nm volt lhtőség, zért az álló hlyztbn mért átlók szolgáltak a flfkvési flült mghatározásához. Az llipszis flültét, a F x, 0 XYπ = (3.) 4 35

36 3. Anyag és módszr képlttl lht kiszámolni. Az llipszis trültszámításánál a kistnglyt X a nagytnglyt pdig Y jlöli (3.8. ábra). A továbbiakban a flfkvési flült kifjzés láttán a két mllső abroncs alatt mghatározott flfkvési flültk átlagát (számtani közpét) kll értni Lngésgyorsulások és a vonórő mérési módszri és szközi A lngésgyorsulásokat három különböző gyorsulásérzéklővl a jármű három különböző hlyén lttk mérv. A jobb féltnglyn gy háromirányú érzéklő volt lhlyzv (3.9. ábra). A bal féltnglyn gy kétirányú gyorsulás érzéklő. A vztő ülés mlltt pdig gy gyirányú gyorsulás érzéklő kapott hlyt, amly csak a függőlgs gyorsulásokat mért. A mért gyorsulás értékk korrigálás nélkül közvtlnül krültk flhasználásra a számítások során ábra Gyorsulás érzéklő a bal féltnglyn A féltnglyn lhlyztt gyorsulás érzéklővl lttk a logaritmikus dkrmntum mghatározásához szükségs csillapodási görbék flvév. A jármű lső tnglyénk két krk gy kb. 0 cm magasságú rámpáról stt a talajra. Ezt jtési vizsgálatnak nvzik. A krék talajjal történő találkozásának pillanatától az abroncs és talaj gyütt lng. A féltnglyr szrlt gyorsulás érzéklő rögzíti zt a lngést. Az jtési vizsgálatot mindn vizsgát talajállapotra és abroncsnyomásra lvégztm. A vonórő mérő gy 50 kn méréshatárral rndlkző nyúlásmérő bélygs rőmérő clla (3.0. ábra). A clla a vonószrkztn úgy ltt lhlyzv, hogy azon krsztül valósuljon mg a jármű vontatása (3.. ábra). Az rőmérő cllából és gyorsulás érzéklőkből érkző jlkt gy Spidr-8 típusú adatgyűjtő rndszr fogadta (3.. ábra) és továbbította a vonó járművön lhlyztt számítógépnk. A számítógépn a Catman lnvzésű 4.5-ös vrziószámú programmal történt a mintavétlzés és a mért paramétrk rögzítés. A mintavétlzési sűrűség 0,65 ms volt ábra Erőmérő clla, 50 kn 3.. ábra Spidr-8 típusú adatrögzítő bkötés 36

37 3. Anyag és módszr A gyorsulás érzéklő alsó mérés határa: -00 m/s, a flső: +00 m/s. A mérés során z a tartomány nm krült átlépésr. Szabadföldi mérésk dformálódó talaj és abroncs kapcsolatnál és alacsony sbsségnél ilyn tág tartományt nhéz mghaladni. A mérőszköz tömg 7 g, z a cskély tömgnövkdés a jármű tömgéhz képst, gyakorlatilag nm bfolyásolja a mérési rdménykt. A vonószrkzt kialakítása a 3.. ábrán látható. 3.. ábra A John Dr 6600-as típusú traktorra rősíttt vonószrkzt 3.5. Talajvályús kísérltk módszri és szközi A 3.3 ábrán látható talajvályú,8 x,0 x 0,7 m. Mértit az indokolja, hogy a mérési ponttal kllő távolságot kll tartani az oldalfalaktól, mrt a kúposindx mérésr hatással van mind az oldalfal, mind pdig a padló jlnlét. A fltöltés ugyanazon talajjal történt, mint amin a szabadföldi vontatási vizsgálatok zajlottak. Azzal a különbséggl, hogy a vályú fltöltéshz átszitált, növényi részktől mnts tiszta talaj krült. A talajvályú kétfélképpn ltt mgtöltv:. Többször, adott sűrűségűr tömöríttt talajjal fltöltv. ρ6 =,65 g/cm 3 ; ρ5 =,45 g/cm 3 ; ρ4 =,5 g/cm 3 ; ρ3 =, g/cm 3 ; ρ= 0,95 g/cm 3 ; ρ = 0,9 g/cm 3.. Rétgnként különböző sűrűségkr tömöríttt talajjal fltöltv. A vályú aljától flflé haladva: 0 cm, ρ =,65 g/cm 3 ; a kövtkző négy rétg 5 cm vastag, ρ =,45 g/cm 3 ; ρ3 =,5 g/cm 3 ; ρ4 =, g/cm 3 ; ρ5 = 0,95 g/cm ábra Talajvályú ürs és töltött állapotban 37

38 3. Anyag és módszr A talajvizsgálatok a korábban mlíttt szközökkl történtk. úposindx mghatározás, ndvsségtartalom mérés, illtv talajmintavétlll talaj térfogati sűrűség mghatározás. A mérésk során kétfél pntrációs kúp krült alkalmazásra. Ezk pontos mérti a 3.4. ábrán láthatóak. Az gyik kúp nyílásszög 30, a másik kúp nyílásszög 60. Az ltérő nyílásszögű kúpok lőtt másképpn vislkdik a talaj. Például a nagyobb nyílásszögű kúpok lőtt a kúp flült és a talaj között ébrdő ltérő súrlódási rők rdményként a talaj könnyn fltömörödht ábra Alkalmazott pntrációs kúpok Másik jlntős ltérés a két alkalmazott kúp között az átmérőjük. A 30 -os kúp átmérőj,05 cm, ami gy 3,3 cm flültt jlnt. A 60 -os kúp átmérőj,6 cm, amink a flült,0 cm. Az rdménykt zkn flül még jlntősn bfolyásolja a pntrációs kúp fjénk hossza. Hlys mérési rdménykt akkor kapunk, ha a homogén sűrűségű talajrétg vastagabb, mint a kúp fjénk a hossza. 38

39 4. Erdményk 4. EREDMÉNYE Ebbn a fjztbn bmutatom a kísérltkből mgállapított új tudományos rdményk lvztésénk módját, valamint szakirodalmi ismrtkr támaszkodva, lmélti kövtkzttéskt vonok l a jlnség fontos paramétrink könnybb mghatározásához, mlykt nomogramok formájában közlök. 4.. A talaj csillapítása A gumiabroncs alatt a talaj tömörödés nm csak függőlgs irányú. A trhlés hatására oldal irányban is folyik ki talaj a nyomó flült alól. Adott százalékú bsüllydéshz thát bizonyos százaléknyi oldalkifolyás tartozik. ohzív talajoknál kvsbb, míg kohézió nélküli talajoknál nagyobb százalékban van oldalfolyás. A függőlgs rlatív dformáció az alábbi mgfontolások alapján számolható. A talaj térfogati sűrűség a porozitás és ndvségtartalom függvényébn: v ( n )( X ). ρ =ρ (4.) v n A (4.) nv -r rndzv, ha Xn = 0% és ρ =,7 g/cm 3 : n v ρv =. (4.),4 A porozitás változást nε az ε rlatív nyúlással az alábbi módon lht kifjzni: nv ε nε =. (4.3) ε A (4.) és a (4.3) flhasználva közvtln gynltt lht létr hozni a tömörödés lőtti ρ0 és a tömörödés utáni ρε térfogat sűrűségű talaj rlatív nyúlásának mghatározására: A (4.4) lgyszrűsíttt alakja: ρ0 ε,4 ρ,4,4 ε =. (4.4) ε ρ0 ε =. (4.5) A (4.5) gynltt flhasználva nomogram készíthtő a tömörödés jllmzésér. ρ ε 39

40 4. Erdményk 4.. ábra Sgéddiagram a térfogat sűrűségk alapján történő rlatív nyúlás mghatározásához A thrbírási tényző mghatározása A k talaj thrbírási tényzőt jó közlítéssl az abroncs talaj kapcsolatában kialakult flfkvési flült és az áthaladás okozta nyommélységből lht mghatározni. Ehhz a Szaakjan formulát flhasználva az alábbi gynlt írható: n z σköz p= k p=σköz és d= d; k=. (4.6) n d z d A thrbírási tényző ilyn módszrrl történő mgállapításának lőnyi a bvamétrs vizsgálattokkal szmbn: - Nincs szükség nagy brndzéshz, ami a nyomólap talajba nyomásához klln. - A k thrbírási tényző csak abban az stbn függtln a d átmérőtől, ha a talaj sűrűség ρv és a talaj rugalmassági modulusa E állandó. A gyakorlatban z nm fordul lő. E módszr viszont d értékéül a ténylgs flült gynértékű átmérőjét vszi figylmb. - A gördülő krék alatti talajdformáció jobban mgfll a valóságnak, mint a csak függőlgs mozgást végző nyomólapnál. Egydüli cskély hátránya, hogy az n kitvő gy típusú krékkl nm határozható mg a nyommélységből. A mgállapításához kétfél szélsségű krék használatára lnn szükség. Azonban a kitvő jól bcsülhtő a már mglévő adatok alapján (lásd.3. ábra). Csillapítások szétválasztása A gumiabroncs-talaj kapcsolatban a krékn lhlyztt lngésgyorsulás érzéklő által rögzíttt lngésgyorsulás értékk alapján mghatározható csillapításra jllmző érték két komponnsből tvődik össz. Az gyik a gumiabroncs csillapítása a másik pdig a talaj csillapítása. Az alábbi lvztés a két komponns gymástól való szétválasztásának módját mutatja b. 40

41 4. Erdményk ábra Abroncs és talaj dformáció A kréktrhlés F gyrészt abroncs x, másrészt talajdformációt x okoz (4. ábra). Az abroncs és a talaj rugómrvségéből kiindulva:. x x F = = (4.7) A rugómrvség és a dformáció között fordított arányosság van:. x x = (4.8) A szétválasztás kiinduló pontja a logaritmikus dkrmntum kiszámításának alap összfüggés, amlyből y kll kifjzni:. y y y y ln 0 0 = = (4.9) A krék tljs illtv induló bsüllydés az abroncs és a talajdformáció összg:. F F x x y 0 + = + = (4.0) A kövtkző priódusban a bsüllydés a (4.9) és (4.0) alapján:. F F F F y y 0 + = + = = (4.) A (4.)-t és a (4.0)-t a (4.9) miatt losztva gymással: ( ) ( ) ( ). F F F F F F y y = + + = + + = (4.) Így:

42 4. Erdményk 4 ( ). y y = + + = (4.3) Most vsszük a (4.3) trmészts alapú logaritmusát mindkét oldalnak és flhasználjuk a (4.9) alap összfüggést:. ln + + = + (4.4) A (4.4) bal oldalán látható a kimért gumiabroncs és talaj gyütts logaritmikus dkrmntum érték. A jobb oldalon a talaj és az abroncs rugómrvség mlltt pdig a gumiabroncs logaritmikus dkrmntum érték, -ami btonon történő lngtés alapján kimérhtő- illtv a krstt talaj logaritmikus dkrmntum érték. A (4.4)-t -r kll rndzni. Trmészts alapra hlyzv a két oldalt:. + + = + (4.5) Átszorozva a jobb oldal nvzőjévl:. + = + + (4.6) Mgfllőn rndzv:, + + = = + (4.7) Ebből:. + = + + (4.8)

43 4. Erdményk Majd rndzzük és vsszük a trmészts alapú logaritmusát: = ln (4.9) A rndztt gynlt sgítségévl az alábbi (4.3. ábra) nomogramot lht mgalkotni, mly az abroncs logaritmikus dkrmntum értékénk, valamint a talaj és az abroncs rugóállandójának az ismrtébn rdményül a talaj logaritmikus dkrmntum értékét adja. A mérési rdményk kiértéklését a 4.. táblázat tartalmazza. 4.. táblázat A talajcsillapítás számításához használt paramétrk értéki + / / 0,3 0,9 0,4 0, ,00 0,3 0,9 0,39 0, ,75 0,3 0,9 0,36 0, ,50 0,3 0,9 0,33 0, ,5 0,3 0,9 0,3 0, ,05 0,5 0,9 0,95 0, ,00 0,5 0,9 0,8 0, ,75 0,5 0,9 0,70 0, ,50 0,5 0,9 0,60 0, ,5 0,5 0,9 0,5 0, ,05 0,7 0,9,79 0, ,00 0,7 0,9,39 0, ,75 0,7 0,9,0 0, ,50 0,7 0,9 0,88 0, ,5 0,7 0,9 0,73 0, ,05 0,9 3,75 0, ,75 0,9,98 0, ,50 0,9,37 0, ,5 0,9,06 0, ,05,5 0,9,63 0, ,5,5 0,9,65 0, ,05 43

44 4. Erdményk 4.3. ábra Sgéddiagram a talajcsillapítás mghatározásához 44

45 4. Erdményk 4.. Gumiabroncs trhlhtőség és flfkvési flült A gyakorlatban számos gumiabroncsot alkalmaznak. Típustól függőn másképp vislkdnk különböző trhlésk és blső légnyomások stén. Ezért gy közös pontot kll krsni, ami mindn fúvott gumiabroncs stén jln van és jllmzi a gumiabroncs trhlési állapotát, valamint annak hatására létrjött flfkvési flültt. A gumiabroncs katalógusból (3.. táblázat) kiolvasható, hogy adott blső légnyomáshoz mkkora lht a lgnagyobb trhlhtőség. A mérésk során a katalógusban szrplő adatoktól ltérő trhlés és nyomás értékk krültk alkalmazásra. A rlatív abroncstrhlés mgmutatja, hogy adott légnyomáson a katalógus által mgadott trhlési tömghz képst mgngdtt trhlés tömg az alkalmazott trhlés milyn viszonyban van. Abban az stbn, ha a mgngdtt trhlési tömg 0,8 bar-on 30 kg és az alkalmazott trhlési tömg 390 kg akkor a rlatív trhlés,6 lsz (4.. táblázat). Ami azt jlnti, hogy a mgngdtthz képst,6 szór nagyobb rlatív trhlés éri az abroncsot. Illtv, ha, bar-on a mgngdtt trhlési tömg 533 kg és az alkalmazott trhlési tömg 390 kg, akkor a rlatív abroncstrhlés 0,73, vagyis az abroncs thrvislési képsség csak 73 %-ban van kihasználva. 4.. táblázat Vizsgált abroncs trhlhtőség Flfkvési flült: Fx,0 [cm ] pi [bar] Q0 [kg] Qx/Q0 Bton Tarló Tárcsázott ultivátorozott 0,8 30,6 350,, 390,00, , , , ,75, 533 0, , , , , ,59 Qx [kg] 390 Alkalmazott abroncstrhlés tömg A 4.. táblázatban katalógus adatok szrplnk, mlyk közül az alkalmazott abroncsnyomás és mgngdtt trhlési tömgk ki vannak mlv, valamint a hozzájuk tartozó btonon és különböző talajállapotokon mért flfkvési flültk is fl vannak tünttv. Ezk ismrtébn mgrajzolható a 4.4. ábra, amly a rlatív trhlés függvényébn ábrázolja a flfkvési flültk nagyságát. A flfkvési flült nagysága jlntős szrpt játszik a közps talajnyomás kiszámításánál, amly a különböző számításokhoz szükségs (thrbírási tényző, a csillapítási adatok fldolgozása). 45

46 4. Erdményk 4.4. ábra A flfkvési flült változása a rlatív abroncs trhlés függvényébn A 4.4. ábrán látható, hogy a mérésk során alkalmazott abroncsnyomás mlltti kréktrhlés nm trhlt túl az abroncsot, vagyis az lőírt határértékk között dolgozott. Az ábrában a görbék mpirikus gynltét is mgadom ábra Az abroncsnyomás és a z/d viszony kapcsolata A névlgs abroncstrhléskor a flfkvési flült az gynlttl közlíthtő, míg mrv pályán nyilvánvalóan F 0 = 0,8. bd 46 0,8 Fx z = 0,8+ 0,75. (4.0) bd D

47 4. Erdményk A fnti két gynltből: F F x 0 0,8 z = + 4,66. (4.0a) D A 4.5. ábra függőlgs tnglyén a z/d viszony látható. A mértékgység nélküli szám jobban jllmzi a bsüllydést -mint csak a talajdformáció mérték- mrt a nagysága a trhlésn kívül függ a krék átmérőtől is. Az arány azt mutatja mg, hogy a krék mnnyir süppd a talajba. z/d = 0,5-nél a krék már tnglyig a talajban lnn. Azaz a krék 50 %-a süppd bl. Jln stbn a mérésk során mghatározott viszony tartománya körülblül 0,0-0, közötti, ami 0 %-os krék bsüppdést jlnt. A viszonyból a pontos talajdformáció nagysága a krék átmérőjévl történő szorzás útján kapható mg Gumiabroncs - talaj kapcsolatában kltkző lngéscsillapítás Jln stbn az abroncs és talaj gyütt lng, mlynk csillapodása az abroncstól és a talajtól is függ. Azonos talajállapot mlltt ltérő abroncsnyomás stén ltérő csillapodás kltkzik. Az abroncsra a talajon történő gördülés során is ilyn csillapítások hatnak. Az abroncsot az adott talajra jtv lht az gyütts csillapodási görbéjét flvnni, mly görb alapján számítással lht a logaritmikus dkrmntumot mghatározni. A függőlgs irányú gyorsulás-érzéklő által mért csillapodási görb a 4.6. ábrán látható. A görb sgítségévl a 4. képlt alapján a logaritmikus dkrmntum kiszámítható. ülönböző talajokon -a talaj illtv az abroncs csillapító képsségétől függőnltérőn csillapodik a lngés. y = ln yn n +. (4.) 4.6. ábra Csillapodási görb tarlón, pi =, bar, F = 386 N, = 0,58 Látható, hogy kménybb talajon kisbb, míg jobban mgmunkált talajon nagyobb logaritmikus dkrmntum értékk szülttk. A lngés csúcsain is látszik a különböző talajok kménység. Tarlón például sokkal hgysbb, míg kultivátorozott talajon inkább lkrkíttt a lngési csúcs. 47

48 4. Erdményk 4.7. ábra Csillapodási görb kultivátorozott talajon, pi =,5 bar, F = 386 N, =,3 A vizsgálatokat mindn talajállapoton és btonon is lvégztm, mlynk rdményét táblázatos formában a 4.3. táblázat mutatja táblázat Abroncs talaj kapcsolatban mért logaritmikus dkrmntum Logaritmikus dkrmntum: [-] pi [bar] Bton Tarló Tárcsázott ultivátorozott,5 0, 0,35 0,8,3,8 0,6 0,45,0,56, 0, 0,58,8,85,4 0,09 0,7,36, A továbbiakban számba vszm a gumiabroncs-talaj kapcsolatában szrpt játszó paramétrkt, amlyk sgítségévl dimnzió analízist végzk, mértékgység nélküli jllmzők mgalkotásához. Mindn flsorolt jllmzőt a mérésim során kimértm, illtv mghatároztam. Gumiabroncs-talaj kapcsolatában szrpt játszó paramétrk:. rék okozta közps talajnyomás: σköz, [N/m ]. Csillapítási tényző: η, [Ns/m] 3. Rugómrvség:, [N/m] 4. Lngő tömg: m, [Ns /m] 5. Thrbírási tényző: k, [N/m ] 4.4. táblázat A dimnziómátrix k k k 3 k 4 k 5 η k m σ köz N m s A változók száma: 5 db, dimnziók száma: 3 db, dimnzió nélküli mnnyiségk száma: db. A dimnziómátrix mgoldása: 48

49 4. Erdményk k + k + k3 + k4+k5 = 0, (4.) -k k - k3 - k4 - k5 = 0, (4.3) k + k3 = 0. (4.4) 4.4-t rndzv k3-ra: k3 = -/ k. (4.5) 4.5-öt bhjtsítv a 4.-b: k+k+(-/ k)+k4+k5 = 0. (4.6) Lgyszrűsítv: / k+k+k4+k5 = 0. (4.7) 4.5-öt bhjtsítv a 4.3-b és lgyszrűsítv: -/ k - k -k4 - k5 = 0. (4.8) 4.7-ot és 4.8-t összadva: k5 = -k. (4.9) 4.9-at és 4.5-öt bhjtsítva a 4.-b: k + k - / k + k4 - k = 0. (4.30) Lgyszrűsítv: k4 = - / k. (4.3) 4.5. táblázat A hasonlósági számok mátrixa k k k 3 k 4 k 5 η k m σ köz Π 0 -/ -/ 0 Π A két dimnzió nélküli mnnyiség: η Π =. (4.3) m Ezk alapján gy lhtségs hasonlósági gynlt: A hasonlósági gynlt mgoldása k σköz Π = vagy. (4.33) σ k köz η σ = f köz. m k (4.34) A szabadföldi vontatások alkalmával mért paramétrkt flhasználva számolhatók a hasonlósági gynlt gys tényzői. A számolt pontokra görbét illsztv rdményül a (4.34) 49

50 4. Erdményk függvénykapcsolatát kapjuk. A 4., 4.3, 4.6. és 4.7.-s táblázatok tartalmazzák a mért induló paramétrkt, amlyk a továbbiakban flhasználásra krülnk. A mért flfkvési flült értékkt a 4.. táblázat tartalmazza táblázat Áthaladás után mért talajdformáció Talajdformáció: z [cm] pi [bar] Bton Tarló Tárcsázott ultivátorozott,5 0,7 4, 6,0,8 0, 4,7 6,4, 0,6 5, 6,8,4 0 3, 5,5 7, 4.7. táblázat rék lngésénk saját körfrkvnciája Saját körfrkvncia: ω0 [/s] pi [bar] Bton Tarló Tárcsázott ultivátorozott,5 7,7 7,3 4,7 3,43,8 8,94 5,74 3,86 3,3, 7,54 4,98 3,69 3,0,4 9, 4, 3,3,89 A gumiabroncs-talaj kapcsolatában kialakult rugómrvségt a lngés saját körfrkvnciájából számolom, m = 390 kg: 4.8. táblázat Abroncs-talaj kapcsoltában kltkző rugómrvség ω 0 = = mω 0. (4.35) m Abroncs-talaj mrvség ()[N/m] pi [bar] Bton Tarló Tárcsázott ultivátorozott, , , , A csillapítási tényzőt a mért logaritmikus dkrmntum és a sajátkörfrkvncia sgítségévl határozom mg. Ez gybn az összfüggés a csillapítási tényző és a logaritmikus dkrmntum között: 4.9. táblázat Abroncs talaj kapcsoltában kltkző csillapítás η = mω 0. (4.36) π Abroncs-talaj csillapítás: η [kg/s] pi [bar] Bton Tarló Tárcsázott ultivátorozott, , , ,

51 4. Erdményk A közps talajnyomás a kréktrhlés és a flfkvési flült ismrtébn számolható: 4.0. táblázat rék alatti közps talajnyomás F σ köz =. (4.37) F rék alatti közps talajnyomás: σköz [N/m ] pi [bar] Bton Tarló Tárcsázott ultivátorozott, ,5 5936, , , x,0 A Szaakjan formulát flhasználva lht az adott talajállapot thrbírási tényzőjét mghatározni: 4.. táblázat Talaj thrbírási tényzőj n F z F p= = k k=. (4.38) n Fx d z Fx d Talaj thrbírási tényző: k [bar] pi [bar] Bton Tarló Tárcsázott ultivátorozott, , , , A Szaakjan formulában a nyomólap átmérőjét d, most a flfkvési flültből számolt kvivalns átmérővl kll hlyttsítni: 4.. táblázat Flfkvési flültből számolt kvivalns átmérő d 4Fx,0 =. (4.39) π Ekvivalns átmérő d [cm] pi [bar] Bton Tarló Tárcsázott ultivátorozott,5 6,9 8,4 9,38 0,5,8 5,3 6,9 7,84 9,, 4,3 5,8 7,0 8,0,4 3,4 4,9 6,4 7,3 5

52 4. Erdményk 4.3. táblázat Mértékgység nélküli abroncs-talaj jllmző Abroncs-talaj jllmző: σköz/k [-] pi [bar] Bton Tarló Tárcsázott ultivátorozott,5-0,5 0,9 0,37,8-0,0 0,34 0,4, - 0,4 0,38 0,46,4-0,8 0,4 0, táblázat Mértékgység nélküli abroncs-talaj csillapítási tényző Abroncs-talaj csillapítási tényző: η/(( m) 0,5 )[-] pi [bar] Bton Tarló Tárcsázott ultivátorozott,5 0,04 0,0356 0,083 0,33,8 0,063 0,0457 0,037 0,585, 0,0 0,0589 0,99 0,880,4 0,009 0,073 0,38 0, ábra. A hasonlósági számok közötti függvénykapcsolat. A hasonlósági számok közötti függvénykapcsolat: A konstansok értéki: B = 0,58 [-], h =,5 [-]. η σ = B köz. m k 5 h (4.40) A (4.40) összfüggés sgítségévl és a mgfllő paramétrk ismrtébn mghatározható az η abroncs talaj gyütts csillapítási tényzőj. A (4.36)-ost flhasználva a csillapítás kifjzhtő logaritmikus dkrmntum formájában. Illtv a (4.9)-s sgítségévl l is választható a talaj lngéscsillapítására jllmző logaritmikus dkrmntum érték.

53 4. Erdményk 4.4. Talaj térfogati sűrűségénk kapcsolata a kúpos indxszl Az id vonatkozó vizsgálatokat llnőrzött körülményk között talajvályúban végztm. Ugyanazt a talajt használtam, amlyn a szántóföldi mérésk történtk. Mérésnként a tljs talajkrsztmtszt azonos tömörségű volt. A mérésk rdményit a 4.9. a 4.0. és a 4.. ábra szmléltti. Érdks rdmény (4.9. ábra), hogy a kúp llnállása mintgy 0 cm mélységig linárisan növkdtt, majd gy maximális értékn stabilizálódott. A linárisan növkvő szakasz hossza többszörösn mghaladta a kúp hosszát. A lináris szakasz hossza a tömörség növkdéskor gyértlműn csökknt. Ez a jlnség bonyolítja az értéklést és a gyakorlati flhasználást is a sűrűség mghatározásához. A CI (kúpos indx) görbék lfutása és azok értéki függnk a mérésnél használt kúp típusától. A mérésk során a 3.4. ábrán látható kúpok krültk alkalmazásra. A CI görb fldolgozásához a klasszikus Boussinsq probléma nyomófjr vonatkozó összfüggését célszrű használni, amly itt, a kövtkző alakba írható fl: Az állandósult szakasz sarok pontjára: z CI= R. d (4.4) k CI max zmax R. d = (4.4) k 53

54 4. Erdményk ábra Talajvályúban mért, különböző sűrűségűr tömöríttt talaj CI görbéi, 9 %-os ndvsségtartalomnál

55 4. Erdményk 4.0. ábra Talajvályúban mért, különböző sűrűségűr tömöríttt talaj CI görbéi, %-os ndvsségtartalomnál A 4.0. és 4.. ábrán olyan pntrációs vizsgálatok rdményi láthatóak ltérő ndvsségtartalmak stén, mint a 4.9. ábrán. A mgmlt ndvségtartalom hatására a talaj jobban összállt, zért kis sűrűség értékk lőállítása nm volt kivitlzhtő. 4.. ábra Talajvályúban mért, különböző sűrűségűr tömöríttt talaj CI görbéi, 5 %-os ndvsségtartalomnál 55

56 4. Erdményk A különböző ndvsségtartalmú talajon flvtt görbék gyértlműn mutatják, hogy a töréspont hly mind kisbb pntrálási mélységnél van, amint a ndvsségtartalom növkszik. 4.. ábra apcsolat az R, CImax és a sűrűség invrz között A 4.. ábra a talajvályúban mért pntrációs vizsgálatok fldolgozott rdményit mutatja (4.9., 4.0., 4..). A függőlgs tnglyn a CImax és az R értékk láthatók különbőző ndvsségtartalmak stén, a talajsűrűség invrzénk függvényébn, fél logaritmikus skálán mgjlnítv. Ebbn az ábrázolási módban az gy ndvségtartalomhoz tartozó CImax és R értékk -a szórást figylmb vév- gy gynsr snk. Az mlkdő lináris szakaszt jllmző R érték a talajsűrűség függvény és a mérésk alapján (4.. ábra) ngatív xponnciális függvény: B ρv R= A. (4.43) A (4.4) és (4.43) alapján a kúposindx és a talaj sűrűség közötti kapcsolat az alábbi úton vzthtő l (mlkdő szakasz): dci d dz k B ρv = A. (4.44) Osztunk A-val, majd vsszük a trmészts alapú logaritmusát mind két oldalnak: Osztunk B-vl és rndzzük ρv-r: dcid ln dza k = B ρ v. (4.45) 56

57 4. Erdményk B ρ v =. (4.46) dci dk ln dz A Végül mgállapítható, hogy az ln-s részbn nm CI/z -vl, hanm dci/dz -vl, vagyis a kúposindx mélység szrinti lső driváltjával kll számolni (mrdkség). Az állandósult szakaszon R érték a (4.4) gynltből számolható. Ekkor B ρ v =. (4.46a) CImax d k ln A z max 4.3. ábra,5 g/cm 3 sűrűségű talaj pntrálása 30 és 60 fokos kúppal A 4.3. ábrán gyütt látható a 30 -os kúppal és a 60 -os kúppal való mérés, azonos talaj sűrűség stén. A 30 -os kúppal mért CI értékk kisbbk, mint a 60 -al mértk, mrt a kisbb csúcsszögű kúp kvésbé tömöríti a talajt és könnybbn hatol át rajta. A görb mrdkség is jóval kisbb, mint a 60 -os kúp stébn. A 4.4. ábrán a 3.4. fjztbn lírt második módon (5 cm-ként lépcsősn növkvő sűrűség) tömöríttt talajon mért CI mérés rdmény görbéj látható harminc illtv hatvan fokos pntrációs kúpok alkalmazása mlltt. Az gys rétgk hatása látható a CI görbén. Az aránylag vékony rétg (5 cm) és a hozzá képst hosszú kúp (3.4. ábra) miatt a rétgk CI görbéi nyhén összmosódnak. A talaj rétgk és határaik gymásra hatás bonyolult tömörödési probléma, amly további vizsgálatokat igényl. 57

58 4. Erdményk 4.4. ábra Rétgltn tömöríttt talaj, vályúban mért CI görbék, 30 és 60 kúppal mérv A 4.4. ábrán látható vízszints részk állandó sűrűségű talajnak fllnk mg, mint a 4.9. ábrán. A két rétg közötti átmnt gy lináris szakasz. Az átmnt jllmzésér thát a CI indx mrdkség használható az alábbi dimnziónélküli formában: dcid dzci 0 0 R0CI0,3 R CI =,5 (4.47) Ahol: 4.5. ábra Rétgk közötti átmnt és jlölési 58

59 4. Erdményk 4.6. ábra Lépcsős sűrűség változás hatása az átmntt jllmző kúposindx mrdkségér Mint látható, a nagyobb tömörségű rétgk között a mrdkség csökkn, mivl kisbb rlatív össznyomás ε" szükségs (lásd a 4.. sgéddiagramot). A 4.7. ábrán látható a jobb nyomban mért áthaladás lőtti CI görb valamint az áthaladás után flvtt CI görb. Látható, hogy az áthaladás hatására a kúposindx értékk növkdtk. A (4.46) gynltt flhasználva a sűrűség számolható. Ehhz a CI értékt és az alkalmazott kúp mérti szolgáltak bmnő adatként. A 4.8. ábrán a számolt talajsűrűség értékk láthatóak a mélység függvényébn. Az lső két cm volt a nyommélység. A talajsűrűség értékk áthaladás után zt kövtőn jlnnk mg. Az áthaladás hatására -a mgfllő rétgkbn- a talaj sűrűség is növkdtt. ét össztartozó pont (pl. 4 cm mélyn a talaj sűrűség áthaladás lőtt és azt kövtőn) közötti különbség a tömörödés mértékét adja mg, amit a rlatív nyúlással lht kifjzni. 59

60 4. Erdményk 4.7. ábra úposindx mérés Tarlón áthaladás lőtt és áthaladás után 4.8. ábra úposindx alapján számolt talaj sűrűség változás a mélység függvényébn A (4.5) gynltt flhasználva, a sűrűség értékk sgítségévl rétgnként számolható a talaj áthaladás hatására bkövtkztt rlatív nyúlása. A vizsgált állapotok stén a talaj rlatív nyúlása (tömörödés) a mélység függvényébn a 4.9. ábrán látható. A rlatív nyúlások rétgnkénti összg adja a talaj függőlgs dformációját, a talaj oldalirányú mozgása nélkül. Ez utóbbi pontos számbavétl további spciális vizsgálatokat igényl. Ezk alapján mgállapítható, hogy a kúpos pntrométr mgfllő kísérlti adatok birtokában alkalmas a talajsűrűség loszlásának bcslésér, amly alapul szolgálhat gy pontosabb thrbírási tényző mghatározásához, figylmb vév a talaj mélység szrinti sűrűség loszlását ábra Az áthaladás hatására kialakult rlatív nyúlás (tömörödés) a mélység függvényébn 60

61 4. Erdményk 4.5. Új tudományos rdményk. Thrbírási tényző mghatározása A talaj thrbírási tényzőjénk (k) mghatározására új módszrt fjlsztttm ki. A módszr a jármű áthaladása során hagyott nyomból fjti vissza az thrbírási tényzőt úgy, hogy a flfkvési flült alapján számolt gynértékű átmérőt hlyttsíti a Szaakjan formula nyomólap átmérőjénk hlyéb. Így a krék trhlés valamint a nyommélység ismrtébn a (k) talaj thrbírási tényző számolható.. Gumiabroncs-talaj kapcsolat lngéscsillapítása Összfüggést dolgoztam ki a talajon gördülő gumiabronccsal szrlt krék, talaj és gumiabroncs okozta lngéscsillapításának (η) mghatározására: dimnzió nélküli alakban η σ = B köz, m k h σköz kg vagy η = B m. k s A lngéscsillapítás mghatározásához szükség van a közps talajnyomásra (σköz), a talaj thrbírási tényzőjér (k), az abroncs-talaj kapcsolat rugómrvségér (), a kréktrhlés tömgér (m) és két állandóra, amly B = 0,58 [-] és h =,5 [-]. 3. A talaj csillapítása Összfüggést dolgoztam ki a gumiabroncs-talaj kapcsolatában kltkző rdő logaritmikus dkrmntum (+) alapján történő talaj csillapítás mgállapítására: = ln + Az összfüggés sgítéségévl, az abroncs és a talaj rugómrvségénk (, ) ismrtébn valamint a gumiabroncs logaritmikus dkrmntumának () ismrtébn kiszámolható a talaj logaritmikus dkrmntuma () Talaj térfogati sűrűségénk kapcsolata a kúpos indxszl Mgállapítottam a kapcsolatot a talajban mért kúposindx (CI) érték és a talaj sűrűség (térfogat tömg) (ρ) között, az mlkdő lináris szakaszra: +. h B g B g ρ v =, 3 dci d k cm az állandósult szakaszra: ρ v =. 3 ln CI d cm max k ln dz A A z max A CI indx érték alapján történő talaj sűrűség mghatározáshoz szűkség van a pntráláshoz használt kúp átmérőj (dk) valamint a talajtól függő konstansokra, amlyk bbn az stbn A = 85 [MPa] és B = 5,7 [g/cm 3 ]. Illtv szükségs még a CImax értékhz tartozó mélység (zmax). 6

62 6

63 5. övtkzttésk és javaslatok 5. ÖVETEZTETÉSE ÉS JAVASLATO A gumiabroncs-talaj kapcsolatában gördülés közbn végbmnő jlnségk ign össztttk. Számos párhuzamosan zajló folyamat játszódik l a gumiabroncsban, illtv annak a talajon történő áthaladása közbn a talajban, és az érintkzési flült mntén gyaránt. Ezn folyamatok rndszrint nm függtlnk gymástól, hanm gymásra kölcsönös hatást gyakorolnak, összfüggnk. A szabadföldi mérésk alkalmával különös hangsúlyt kll fkttni a környzti hőmérséklt illtv a napsugárzás intnzitásának figylésér. A fkt gumiabroncs a rá ső sugárzások jlntős részét lnyli, így flmlgítv az abroncsot, zzl mgváltoztatva annak blső légnyomását. Valamint a talajflszín ndvsségtartalma is rős változásokon mht krsztül. A szabadföldi mérésk, mérési sorozatok rndszrint hosszabb időt vsznk igényb, ami alatt az abroncsban számottvő nyomásváltozás alakulhat ki -talajoldalról ndvsségtartalom változás- így mgváltoztattva az abroncs-talaj kapcsolatban kialakult súrlódási és csillapítási tulajdonságot. A szabadföldi talaj nagy inhomognitása és a bnn lévő gyéb zavaró lmk (növényzt, kavicsok) miatt talajvályús kísérltkt érdms végzni. A vályúba csak mgfllőn tisztított és bállított ndvségtartalmú talaj krül. Így az ott végztt, például kúpos pntrométrs vizsgálatok rdményi a kis szórásuk miatt sokkal jobban flhasználhatók törvényszrűségk mgállapítására. Új módszrként javaslom a talaj thrbírási tényzőjénk mghatározását a gumiabroncs okozta nyommélység alapján. Ez a klasszikus bvamétrs méréskhz képst gyszrű módszr. Nagy lőny, hogy a k érték mghatározásához magát a gumiabroncsot használjuk, amly jobban mgfll a valóságnak, mint a csak függőlgsn mozgó nyomólap. ét különböző szélsségű abroncs használatakor a jllmző n kitvő is mghatározható. A jármű flépítményénk mozgástani és nrgtikai számításainak bmnő paramétr a gumiabroncs -légnyomásától függő- csillapító képsség és rugómrvség, valamint a jármű hord rugójának és csillapító lménk a mgfllő tulajdonságai. Ezn lmk gymással soros lrndzésbn, kapcsolásban vannak. Trpn haladva a rndszr kigészül a talaj csillapítási tulajdonságával, amly rősn bfolyásolja a jármű mozgástani és nrgtikai tulajdonságait. A dolgozatban mghatározott η, a krékn kltkztt gumiabroncs és talaj okozta lngéscsillaptási érték az ilyn jllgű számításokhoz szolgálhat bmnő paramétrként. Az abroncs és talaj csillapítása nrgiát nyl l és növli a mozgás nrgiaszükségltét. A talajprofil okozta függőlgs lngésk járulékos dformációkat hoznak létr, mind az abroncsban, mind a talajban. A 4.5 fjzt harmadik pontjában lírt rdmény sgítségévl a talajban lnylt nrgiahányad mghatározására nyílik új lhtőség. Az itt nyrt adatok így többk között sgíthtik a függőlgs lngésgyorsulások okozta járulékos vsztségk mélybb fltárását is. A kúpos pntrométrs mérés sgítségévl most már nm csak talajllnállást lht mghatározni, hanm a mélység függvényébn a talajsűrűségt is. A 4.5 fjzt, négys pontjában közölt rdménykt flhasználva a hlyszínn, azonnal mgállapítható a talaj sűrűség, a talaj éltéb történő kismértékű bavatkozás árán. A klasszikus talajsűrűség mgállapítási módszrhz talajminta vétl szükségs. A mintavétl a talaj jlntős mgbontását, bolygatását jlnttt, illtv maga a sűrűség mghatározása is több időt vtt igényb. Ami alatt az rdti talaj sűrűség akár mg is változhatott. Az lért rdményknk köszönhtőn most pontos képt lht alkotni a talajsűrűség változásáról az idő függvényébn és -az adott tartományon blül- ttszőlgs mélységbn gyaránt. A módszr részltsbb ismrtt nyújt a rétgnkénti talajsűrűség változás milynségéről is, zzl nm csak gumiabroncsok alatt, hanm a későbbikbn akár különböző járószrkztk alatt kialakult rétgnkénti talajdformáció jllg is nyomon kövthtő. 63

64 64

65 6. Összfoglalás 6. ÖSSZEFOGLALÁS A TALAJ DEFORMÁCIÓJA ÉS CSILLAPÍTÁSA GUMIABRONCSO ALATT A disszrtáció ljén kitűzött célok mgvalósításához a mgfllő kísérlti vizsgálatokat mgtrvztm és lvégztm. Figylmb vttm és flhasználtam a szakirodalomban mgtalálható, zn a trültn lért ddigi rdménykt. A kísérlti vizsgálatok átöllték a szabadföldi, talaj, és gumiabroncs-talaj, valamint laboratóriumi körülményk között végztt abroncs illtv talaj kísérltkt és vizsgálatokat gyaránt. Részlts szakirodalmi kövtkzttéskt tttm a számomra rlváns pontokban, mlyk alapján a vizsgálódásaimat és kísérltkt a mgfllő irányba trltm. Az anyag és módszr című fjztbn részltsn ismrtttm a különböző kísérlti bállításokat és azok mgvalósításánál alkalmazott módszrkt és szközökt. Szabadföldi vontatási kísérltkt a Sznt István Egytm rr alkalmas trültén végztm. A trült talajfizikai össztétlét pontosan mghatároztam. A kísérlthz használt trpjáró járművt gy John Dr 6600-as traktorral, rr a célra mgfllőn kialakított gydi vonószrkzt sgítségévl vontattam. Vontatásokat ltérő talajállapotokon és különböző abroncs légnyomások mlltt végztm. A vizsgált gumiabroncs tulajdonságait (például az abroncs rugómrvség) laboratóriumi körülményk között mértm ki. Az rdményk fjztbn mgtalálható a kísérlti rdményk fldolgozásának részlts lírása illtv az rdményk alapján lvonható kövtkzttésk. A 4.. alfjzt az lmélti kövtkzttésk címt visli. Ebbn olyan lmélti úton mgállapított lvztésk olvashatók, mlyknk gy rész önmagában is új tudományos rdmény lht, illtv sgítik a mérési rdményk gyors fldolgozását, például sgéddiagram formájában. Ilyn például a 4.. ábrán mutatott nomogram, amly sgítségévl a tömörödés lőtti és tömörédés utáni talaj térfogat tömgk ismrtébn a rlatív talajnyúlás (tömörödés) könnyn lolvasható. A mgvalósított kísérltk és vizsgálatok fldolgozásának rdményként, a talaj tömörödés és csillapítása témakörébn négy új tudományos rdmény szülttt: Új módszrt javasoltam a talaj thrbírási tényzőjénk mgállapításához, mly számos lőnnyl rndlkzik a jlnlg alkalmazott módszrkkl szmbn. Számítási és lírási módszrt alkottam a talaj csillapítási tulajdonságának mghatározásához. A vizsgált talajra mghatároztam a csillapítást, mlyt a logaritmikus dkrmntummal lht kifjzni. Fltártam az összfüggést a kúpos pntrációs talaj vizsgálat során flvtt CI érték és a talaj térfogat sűrűség között. A kísérltk során ttt észrvétlimt, illtv a fltárt összfüggéskt és új módszrkt a kövtkzttésk és javaslatok fjztbn ismrtttm részltsn. Az lért rdményk részltsbb információt nyújtanak a jlnség (gumiabroncs alatt bkövtkztt talaj dformációja és csillapítása) mélybb kapcsolatainak mgértéséhz, továbbá újabb kiindulópontokat jlntnk a további kutatások részér. Összgzv, a dolgozat ljén a célkitűzésk fjztbn flttt kérdésr sikrült válaszokat mgfogalmazni. 65

66 66

67 7. Summary 7. SUMMARY DEFORMATION AND DAMPING OF SOIL UNDER TIRES I dsignd and prformd xprimntal invstigations to raliz th goals which wr prsntd in th first sction of my dissrtation. I hav takn into considration th prvious rsults found in th litratur of th fild. Th xprimntal invstigations rangd from fild soil, tir-soil and laboratory soil and tir xprimnts. I wrot dtaild conclusions from th litratur in th rlvant aspcts, which guidd my invstigations and xprimnts in th propr dirction. In th matrials and mthodology chaptr, I dscribd th diffrnt xprimntal stups, th mthods and dvics of th ralization in dtails. Th fild traction xprimnts wr prformd at an appropriat ara of Sznt István Univrsity. Th physical composition of th soil was prcisly dfind. Th trrain crossing vhicl usd in th xprimnts was pulld with a John Dr 6600 tractor with a spcial traction coupling dvic. Th tractions wr prformd at diffrnt stats of th soil and diffrnt tyr prssur stups. Th tir paramtrs (such as spring stiffnss of th tir) wr masurd in laboratory nvironmnt. Th rsults chaptr discusss th dtaild dscription of th xprimntal rsults, also highlights th conclusions drivd from th aformntiond rsults. 4. sub-chaptr is titld thortical conclusions. This chaptr prsnts dductions, which can point to nw scintific rsults on thir own, also ths dductions hlp fastr procssing of th masurd data,.g. with th hlp of assisting plot diagrams. Such diagram is th nomogram of 4., which hlps rading th rlativ longation (compaction) with th known volumtric soil masss bfor and aftr th compaction. With th rsults of th ralizd xprimnts and invstigations, four nw scintific rsults wr prsntd in th fild of soil compaction and attnuation: I propos a nw mthod for th dfinition of carrying capacity paramtr of th soil, which hav numrous advantags ovr th currntly usd mthods. I hav cratd a nw computational and dscribing mthod to dfin th damping paramtrs of th soil. I hav spcifid th damping for th invstigatd soil, which can b dnotd by th logarithmic dcrmnt. I hav shown th corrlation btwn th CI valu and th volumtric dnsity of th soil during con soil pntration tsts. I dtaild th nwfound corrlations and novl mthods - which wr unfoldd during th xprimnts - in th conclusions and rcommndations chaptr. Th obtaind rsults giv dpr information and undrstanding on th phnomnon (soil dformation and damping undr tir load). Thy also hlp to ground nw starting points for furthr xprimnts. Summarizing th work, I was abl to answr th qustions which wr initiatd in th bginning of my dissrtation. 67

68 68

69 8. Mllékltk M. Irodalomjgyzék 8. MELLÉLETE. ARANY S. (943): Vzérfonal a Mzőgazdasági Főiskolák hallgatóinak laboratóriumi gyakorlathoz. III. rész. Talajtani vizsgálatok.. ARYA M. L., PARIS J. F. (98): A Physicompirical Modl to Prdict th Soil Moistur Charactristic from Particl-Siz Distribution and Bulk Dnsity. Soil Scinc Socity of Amrica Journal, Vol.45, pp ATTERBERG A. (9): Di Plastizität dr Ton. Intrnational Mittilungn für Bodnkund. Brlin. 49. sit BEER M. G. (96): Introduction of Trrain Vhicl Systms, Univrsity of Michign Prss. 5. BEER M. G. (956): Thory of Land Locomotion, Th Mchanics of Vhicl Mobility, Univrsity of Michign Prss, Ann-Arbor. 6. BENEDETTO A., TOSTI F., DI DOMENICO L. (0): Elliptic modl for prdction of dflctions inducd by a Light Falling Wight Dflctor. Journal of Trramchanics 49:, pp BERNSTEIN R. (93): Problm zur xprimntilln Motorpflugmchanik. Dr Motorwagn, hft 6. sz. 8. BOUSSINESQ J. (883): Application ds potntials a l'tud d l'quilibr t du mouvmnt ds solids lastiqus. Gauthir-Villars, Paris 9. CHANGYING J., JUNZHENG P. (998): Rlationship btwn baring capacity of soft layr of paddy filds is South China. Journal of Trramchanics, 35:4, pp CSIZMADIA M. B., NÁDORI E. (996): Statika. Nmzti Tankönyvkiadó. Budapst- Gödöllő. 40.o.. DIAGLE J. J., HUDNALL H. W., GABRIEL J. W., MERSIOVSY E., NIELSON D. R. (005): Dsigning soil intrprtation classs for military land-us prdictions. Journal of Trramchanics, 4:3-4, pp DURST P. J., MASON G. L., MCINLEY B., BAYLOT A. (0): Prdicting RMS surfac roughnss using fractal dimnsion and PSD paramtrs. Journal of Trramchanics, 48:, pp FERVERS C.W. (004): Improvd FEM simulation modl for tir-soil intraction. Journal of Trramchanics, 4:-3, pp GORJACSIN (936): Torija I proisvodstvo szlskohozjajsztvnnüh mashin. Moskva. 5. GEBRESENBET G. (99): Dynamic Bhaviour of Moulboard Plough. Journal of Agricultural Enginring Rsarch. Uppsala, Papr No GEDEON J. (008): A trpflszín modllzésénk továbbfjlsztés. Járművk és Mobilgépk, No., -6. o. 7. GEDEON J. (00): Trpn mozgó járművk. Szaktudás kiadó ház, fjzt: Trpgyntlnségk lírása,. o. 8. GEDEON J. (983): A léptékparamétr, mint a járművk üzmi trhlésénk gyik jllmzőj. Priodica Polytchnica, Transp. Eng., o. 69

70 8. Mllékltk 9. GEDEON J. (993): On Som Basic Problms of Stohastic Modlling. Priodica Polytchnica, Transp. Eng., pp GURMAI L., ISS P(009): Modlling Trrain Conditions. Procdings of th Europan Rgional Confrnc of th ISTVS, P-39, Brmn, Grmany. HEGEDŰS E. (965): Plat sinkag study by mans of dimnsional analysis. Journal of Trramchanics... HERNANZ L. J., PEIXOTO H., CERISOLA C., SÁNCHEZ-GIRÓN V. (000): An mprical modl to prdictid soil bulk dnsity profils in fild conditions using pntration rsistanc, moistur contnt and soil dpth. Journal of Trramchanics, 37:4, pp HILDEBRAND R., ESINEN E., NAVARRETE R. A. J. (008): Vhicl vibrating on soft compacting soil half-spac: Ground vibrations, trrain damag, and vhicl vibrations. Journal of Trramchanics. 45:4, pp HOLM (969): Das Vrhaltn von Rifn bim mhrmalign Übrfahrn inr Spur. Procdings of 3rd. Int. Conf. of th ISTVS, Essn. 5. ISHIGAMI G., MIWA A., NAGATANI., YOSHIDA. (007): Trramchanics-basd Modl for String Manuvr of Plantary Exploration Rovrs on Loos Soil. ltöltv: JARDINE, POTTS, FOURIE, BURLAND (986): Studis of influnc of non-linar strssstrain charactristics in soil-structur intraction. mimtyp=application/pdf, ltöltv: JÁNOSI Z., HANAMOTO B. (96): Th analytical dtrmination of drawbar pull as a function of slip for trackd vhicls in dformabl soil. Int. Conf. Mchanics of Soil-Vhicl Systm. Torino-Saint Vincnt. /6. 8. ACIGIN V. (964): Voproszi szlszkohozjajsztvnnoj mhaniki. Tom XIII. 9. ANE R. J., AYERS P., HOWARD H., ANDERSON A., OCH D. (03): Multipass coffints for trrain impacts basd on military vhicl typ, siz and dynamic oprating proprtis. Journal of Trramchanics 50:3, pp ISS P. (00): Trpn mozgó járművk nrgtikájának gys kérdési. PhD doktori értkzés, Gödöllő, 56. o. 3. ISS P., LAIB L. (997): Enrgtic aspcts of soil dformation connction with soil-tyr intraction. ASAE Annual Intrnational Mting. ASAE Papr Numbr: 9705 Minnapolis, Minnsota, USA 3. NUTH M. A., JOHNSON J. B., HOPINS M. A., SULLIVA R. J., MOORE J. M. (0): Discrat lmnt modling of a Mars Exploration Rovr whl is granular matral. Journal of Trramchanics, 49:, pp.7-36 pp. 33. OMÁNDI GY. (993): Rvaluation of th adhsiv rlationship btwn th tir and th soil. J Trramchanics 30/ pp: OMÁNDI GY. (966): Tljsítménymérlg- és szlipvizsgálat traktoroknál. Az Agrártudományi Egytm Tudományos Értsítőj, Gödöllő. 35. OVÁCS Z. (0): Traktorok lngésjlnségi sgédlsőkrék hajtásnál, a vontatási jllmzők alakulása. PhD doktori értkzés, Gödöllő. 70

71 8. Mllékltk 36. LAIB L. ISS P., ANTOS G. (008): Th ffcts of th off-road vhicl on th soil cohsion and intrnal friction. Járművk és Mobilgépk, No.., pp LAIB L., VAS A. (998): Traktorok-Autók. Mzőgazdasági Szaktudás iadó, Budapst. 38. LEE J. H. (0): Finit lmnt modling of intrfaciál forcs and contact strsss of pnumatic tir on frsh snow for combind longitudinal and latral slips. Journal of Trramchanics. 48:3, pp LETOSNYEV M. N. (95): A mzőgazdasági gépk lmélt. Budapst, Akadémiai iadó, LI W., DING L., GAO H., DENG Z.,LI N. (03): ROSTDyn: Rovr simulation basd on trramchanics and dynamics. Journal of Trramchanics 50:3, pp LYASO M. (00): Multi-pass ffct on off-road vhicl tractív prfortmanc. Journal of Trramchanics 00:47, pp MAHYUDDIN A. I., SILIMAN N., SUHARTO D. (0): Dynamic rspons of shallow burid structurs associatd with landmin claring oprations. Journal of Trramchanics. 48:3, pp MEIRION-GRIFFITH, SPENO (0): A modifid prssur-sinkag modll for small, rigid whls on dformabl trrains. Journal of Trramchanics. 48:, pp NAASHIMA H., OIDA A. (004): Algorithm and mplmntation of soil-tir contact analysis cod basd on dynamic FE-DE mthod. Journal of Trramchanics. 4:-3, pp NGUYEN V.N., INABA S. (0): Effcts of tir inflation prssur and tractor vlocity on dynamic whl load and rar axl vibrations, Journal of Trramchanics 48 pp ONO I., NAASHIMA H., SHIMIZU H., MAYASAA J., OHDOI. (03): Invstigation of lmntal shap for 3D DEM modling of intraction btwn soil and a narrow cutting tool. Journal of Trramchanics 50:4, pp PAR S., POPOV A.A., COLE D.J. (004): Influnc of soil dformation on off-road havy vhicl suspnsion vibration. Journal of Trramchanics 4:, pp QINGNIAN W., YING L., LONGMING G. (99): Baring capacity and sinkag of loos sand. 5th Europan Confrnc of ISTVS, procdings volum. pp RAPER R. L. (005): Agricultural trafik impacts on soil. Journal of Trramchanics, 4:3-4, pp RAJAI. (988): A talaj víztartó képsség és különböző talajtulajdonságok összfüggésénk vizsgálata. Agrokémia és Talajtan, 37,5-30. o. 5. RÁZSÓ I. (958): Mzőgazdasági gépk lmélt. I. kött. Tankönyvkiadó, Budapst. 5. REECE A.R. (964): Thory and practic of off-th-road locomotion. Th Annual Confrnc, London. 53. SADE M. A., CHEN Y., LIU J. (0): Simulating shar bhavior of a sandy soil undr diffrnt soil conditions. Journal of Trramchanics 48:6, pp SENATORE C., WULFMEIER M. VLAHINIC I. ANDRADE J., IAGNEMMA.(03): Dsign and implmntation of particl imag vlocimtry mthod for analysis of running gar-soil intraction. Journal of Trramchanics 50:5-6, pp SITEI GY. (97a): A mzőgazdasági járószrkztk mértzési módszri. Akadémiai iadó, Budapst 7

72 8. Mllékltk 56. SITEI GY. (97b): Di viskolastischn Eignschaftn von Ackrbödn und drn Einfluss auf di Bodn-Rad Wchslwirkung. Procdings of th 4th. Int. Conf. of th ISTVS, Stockholm. 57. SITEI GY. (98): Mzőgazdasági anyagok mchanikája. Akadémiai iadó, Budapst 58. SITEI GY. (967): Mzőgazdasági gépk talajmchanikai problémái, Budapst, Akadémia kiadó.4-4. o. 59. SITEI GY. (978): Allgmin Zusammnhang zwischn dr Listung, dm Gwischt und dn optimaln Btribsparamtrn von Schlpprn. Grundl. dr Landtchnik, S SITEI GY. (986): Mzőgazdasági és rdészti járművk modllzés. Akadémiai iadó, Budapst. 6. SITEI GY. (997): Non-linar Viscolastic-Plastic Modl Dscribing Compaction Procsss. Proc. of nd IFAC/IMACS Conf. pp SITEI GY. (00): Trpn mozgó járművk. Szaktudás iadó ház. fjzt: A krék nrgiavsztség függőlgs lngés hatására o. 63. SITEI GY. (005): A gyümölcs- és zöldségtrmsztés műszaki vonatkozásai, MGI könyvk o. 64. SMITH R., ELLIES A., HORN R. (000): Modifid Boussinsq s quations for nonuniform tir load. Journal of Trramchanics 37 pp SMITH W., PENG H. (03): Modling of whl-soil intraction ovr rough trrain using th discrt lmnt mthod. Journal of Trramchanics 50:5-6, pp STEFANOVITS P. (975): Talajtan, Mzőgazdasági iadó, Budapst. 67. STEFANOVITS P. (98): Soil Scinc. Mzögazdasági iadó, Budapst, pp STROPPEL T. H. (95): Di nnzichung dr Ackrbödn nach dr Txtur. Grundlagn dr Landtchnik SZAAJAN SZ. (956): O zakonomrnosztyi szoprotyivlnija pocsvi vdavlivaniju. Szbornyik trudov po zml. mc. III. 70. TAGHAVIFAR H., MARDANI A. (03): Invstigating th ffct of vlocity, inflation prssur, and vrtical load on rolling rsistanc of a radial ply tir. Journal of Trramchanics 50:, pp TAMÁS., JÓRI J. I., MOUAZEN M. A. (03): Modlling soil swp intraction with discrt lmnt mthod. SOIL & TILLAGE RESEARCH Novmbr: (34) pp TRAN T. D., MURO T. (004): Effct of an innovativ vrtical vibro-trackd vhicl on soil compaction. Journal of Trramchanics 4:, pp TSUJI T., NAAGAWA Y., MATSAMUTO N., ADONO Y., TAAYAMA T. TANAA T. (0): 3-D DEM simulation of cohsiv soil-pushing bhavior by bulldozr blad. Journal of Trramchanics 49:, pp WILLS B. M. D. (966): Th load sinkag quation in thory and practic. Proc. nd Intrnational Conf. ISTVS Qubc. 75. XIA. (0): Finit lmnt modling of tir/trrain intraction: Application to prdicting soil compaction and tir mobility. Journal of Trramchanics 48:, pp ZANASI R., GROSSI F., MORELLI R. (007): Thr-dimnsional Enrgtic Dynamic Modl of Tir-Soil Intraktion. 7

73 8. Mllékltk VPPC_007_Final.pdf, ltöltv: ZOMOTOR Á. (003): Gépjármű mntdinamika, kiadó: Dr. őfalvi Gyula. 0. o. M. Az értkzés témaköréhz kapcsolódó saját publikációk Lktorált cikk idgn nylvn. Laib, L. - Máthé, L. - Pillingr, Gy. (00): Th ffcts of th off-road vhicl on th soil cohsion and intrnal friction. Mchanical Enginring Lttrs, Vol. 4., pp HU ISSN Máthé, L. - iss, P. - Laib, L. - Pillingr, Gy. (03): Computation of run-off-road vhicl vlocity from trrain tracks in fornsic invstigations. Journal of Trramchanics, Vol. 50. Issu., pp (IF: 0,803*) 3. Máthé, L. - iss, P. - Laib, L. - Pillingr, Gy.- Magdics, G. (03): Run-off-road vhicl spd analysis from trrain tracks. Mchanical Enginring Lttrs, Vol. 0., pp HU ISSN Máthé, L. - Pillingr, Gy. (04): Examination of an ovrturnd towd vhicl. Journal of Tkirdag Agricultural Faculty, Vol.. Issu., pp ISSN Lktorált cikk magyar nylvn 5. Pillingr, Gy. (0): Vályogos homoktalaj trpprofil mérés. Járművk és Mobil Gépk onlin folyóirat ( domain név alatt), III. évf.,. sz., 5-6. o., HU ISSN Pillingr, Gy. (04): Talajdformáció mghatározása gumiabroncs-talaj kapcsolat rológiai modlljévl. Mzőgazdasági Tchnika, LV. évfolyam, április, -5. o., HU ISSN Pillingr, Gy. (04): Függőlgs lngésk hatására kltkztt járulékos tljsítmény vsztség mgoszlása a gumiabroncsabroncs és talaj között. Járművk és Mobil Gépk onlin folyóirat ( domain név alatt), VI. évf.,. sz., -7. o., HU ISSN Nmztközi konfrncia kiadvány 8. Máthé, L. - Pillingr, Gy. - iss, P. (00): Effcts of varying moistur contnt and sttlmnt on intrnal friction, load capacity and cohsion in loam soil. CD-ROM Procdings of th 33 rd FISITA World Automotiv Congrss, Budapst, Hungary, 30 May - 4 Jun, 00, Papr No: FISITA00-SC-O-7, p. 5., ISBN Pillingr, Gy. - iss, P (0): Modlling th nrgtics of tir-soil intraction. CD-ROM Procdings of th 7 th Intrnational ISTVS Confrnc, Blacksburg, Virginia, USA, Sptmbr 8-, 0, Papr No: 73, p. 8. Magyar nylvű konfrncia kiadvány 0. Máthé, L. - Pillingr, Gy. - iss, P. (00): Vályogtalaj mchanikai jllmzőink vizsgálata a ndvsségtartalom és ülpdttség függvényébn. XV. Fiatal Műszakiak Tudományos Ülésszakának konfrncia kiadványa, olozsvár, Románia, 00. március 5-6., o., ISSN

74 8. Mllékltk. Pillingr Gy. - iss, P. - Laib, L.(00): Trpi balstk és talajparamétrk összfüggési. XXXV. Gépjármű Szakértői Szminárium és Járműakadémia konfrncia kiadványa (CD-ROM), Tata, 00. május o.. Máthé, L. - Laib, L. - iss, P. - Pillingr, Gy. (00): A közúti balstk kövtkztébn trpr bhatoló jármű sbsségénk mghatározása szimulációval. IFF - onfrncia kiadványa (CD- ROM), Budapst, 00. szptmbr -4., 0 o., ISBN Máthé, L. - Laib, L. - Pillingr, Gy. (00): özúti balst után trpr bhatoló jármű sbsségénk mghatározásához szükségs talaj adatbázis bmutatása. XXXVI. Gépjármű Szakértői Szminárium és Járműakadémia konfrncia kiadványa (CD-ROM), Tata, 00. novmbr 4-5., 0 o., ISBN Pillingr, Gy. - Laib, L. - Máthé, L. (00): özúti balst után trpr bhatoló jármű sbsségénk mghatározásához szükségs trpprofil adatbázis bmutatása. XXXVI. Gépjármű Szakértői Szminárium és Járműakadémia konfrncia kiadványa (CD-ROM), Tata, 00. novmbr 4-5., 0 o., ISBN Laib, L. - Máthé, L. - Pillingr, Gy. (0): özúti balst után trpr bhatoló jármű sbsségénk mghatározása szimulációval, a trpr érkzés pillanatában. XXXVII. Gépjármű Szakértői Szminárium és Járműakadémia konfrncia kiadványa (CD-ROM), Tata, 0. szptmbr -3., 4 o. 6. Pillingr, Gy. (0): Lngésgyorsulások okozta vsztségk mghatározása trpn mozgó járművknél. XVII. Fiatal Műszakiak Tudományos Ülésszakának konfrncia kiadványa, olozsvár, Románia, 0. március -3, o., ISSN Pillingr Gy. - iss P. (00): Trpjáró járművk mozgékonyságát bfolyásoló tényzők vizsgálata. XXXIV. MTA AMB utatási és Fjlsztési Tanácskozás, Gödöllő, 00. fbruár Gurmai, L. - iss, P. - Magdics G. - Máthé L. - Pillingr Gy. (03): Trpn mozgó járművk nrgtikai összfüggési. Innováció és Fnntartható Flszíni özlkdés konfrncia, IFF 03, Budapst, o. ISBN Nmztközi konfrncia abstract 9. Máthé, L. - Pillingr, Gy. (0): Vhicl spd dtrmination approach basd on tracks on trrain for criminal thsis. nd Intrnational Confrnc in Agricultural Enginring (Synrgy in th Tchnical Dvlopmnt of Agricultur and Food Industry), Gödöllő, Hungary, Octobr 9-5, 0, p. 06. ISBN Egyéb 0. Máthé, L. - Pillingr, Gy. (00): Vályogtalaj ülpdttségénk és mchanika tulajdonságainak vizsgálata a trpjárás szmpontjából. Gépipari Tudományos Egysült Mzőgépipari Szakosztály, lőadás, Budapst, 00. április 8. 74

75 8. Mllékltk Hivatkozások Máthé, L. - Pillingr, Gy. - iss, P. (00): Effcts of varying moistur contnt and sttlmnt on intrnal friction, load capacity and cohsion in loam soil. CD-ROM Procdings of th 33 rd FISITA World Automotiv Congrss, Budapst, Hungary, 30 May - 4 Jun, 00, Papr No: FISITA00- SC-O-7, p. 5., ISBN Gurmai, L. (0): Szállítókocsik tsztlés és validációja a trpviszonyok figylmbvétlévl. A Gépipari Tudományos Egysült Mzőgépipari Szakosztály Tanácskozásának kiadványa, Gödöllő, 00. novmbr 6., o., ISBN Gurmai, L. (0): Szállítókocsik tsztlés és validációja a trpviszonyok figylmbvétlévl. Járművk és Mobil Gépk onlin folyóirat nyomtatásban mgjlnt különszáma, o., ISBN Máthé, L. - Pillingr, Gy. - iss, P. (00): Vályogtalaj mchanikai jllmzőink vizsgálata a ndvsségtartalom és ülpdttség függvényébn. XV. Fiatal Műszakiak Tudományos Ülésszakának konfrncia kiadványa, olozsvár, Románia, 00. március 5-6., o., ISSN Szalay, D.. - Tolnr, I. T. - Dákvári, J. - ovács, L. - ardván, P. - Fnyvsi, L. (0): A hiprspktrális méréstchnológia: A trpi és laboratóriumi mérésk alkalmazása és jlntőség. A Gépipari Tudományos Egysült Mzőgépipari Szakosztály Tanácskozásának kiadványa, Gödöllő, 00. novmbr 6., o., ISBN

76 8. Mllékltk M3. A vizsgált talaj tulajdonságai 8.. táblázat: A viszgált talaj szmcs össztét 8.. táblázat: Gabonatarló talajmintáinak tulajdonságai 76