Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УДЕЛЬНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ПОЧВЫ СМЯТИЮ
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УДЕЛЬНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ПОЧВЫ СМЯТИЮ

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УДЕЛЬНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ПОЧВЫ СМЯТИЮ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Изобретение относится к исследованию прочностных свойств твердых материалов путем приложения к ним механических усилий, в частности при вдавливании в испытуемый материал наконечников испытательных устройств, находящихся под постоянной нагрузкой. Способ включает регистрацию величины нагрузки Р, обеспечивающей погружение плунжера в почву, определение объема V почвы, смятой при этом плунжером, и вычисление отношения нагрузки Р, погружающей плунжер в почву, к объему V смятой почвы. Отличие способа заключается в том, что используют конический плунжер, для которого определяют ветчину угла трения ϕ материала плунжера о почву, измеряют длину l внедренной в почву части, а величину удельного сопротивления почвы смятию вычисляют по зависимости

где α - угол при вершине конуса плунжера. Технический результат заключается в повышении точности и обеспечении возможности измерения удельного сопротивления почвы смятию по глубине всего плодородного слоя. 1 ил.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2139516
Класс(ы) патента: G01N3/42
Номер заявки: 97116872/28
Дата подачи заявки: 30.09.1997
Дата публикации: 10.10.1999
Заявитель(и): Путрин Александр Сергеевич
Автор(ы): Путрин А.С.
Патентообладатель(и): Путрин Александр Сергеевич
Описание изобретения: Изобретение относится к исследованию прочностных свойств твердых материалов путем приложения к ним механических усилий, в частности при вдавливании в испытуемый материал наконечников испытательных устройств, находящихся под постоянной нагрузкой.
Известен способ определения удельного сопротивления почвы смятию, содержащий регистрацию величины установившейся нагрузки P, обеспечивающей погружение плунжера в почву, измерение глубины h погружения плунжеры до момента стабилизации нагрузки P, определение объема V смятой при этом плунжером почвы и вычисление отношения нагрузки P к объему V смятой почвы. Вычисление объема V смятой почвы осуществляется путем перемножения площади S торцевой поверхности плунжера на глубину h [1 (с. 10-15)].
Известный способ определения удельного сопротивления почвы смятию не обеспечивает возможности осуществления измерений по всей глубине пахотного горизонта. Кроме того, по известному способу не принимаются во внимание сила трения, возникающая в процессе перемещения плунжера в почве.
Задачей настоящего изобретения является повышение точности и обеспечение возможности измерения удельного сопротивления почвы смятию по глубине всего плодородного слоя.
Поставленная задача достигается за счет того, что в способе определения удельного сопротивления почвы смятию, содержащем регистрацию величины нагрузки P, обеспечивающей погружение плунжера в почву, согласно изобретению, используют конический плунжер, для которого определяют величину угла трения ϕ материала плунжера о почву, измеряют длину l внедренной в почву части конуса плунжера, а величину удельного сопротивления почвы смятию вычисляют по зависимости

где α - угол при вершине конуса плунжера.
На чертеже представлена схема силового взаимодействия конического плунжера с почвой.
Под воздействием приложенной вдоль стержня нагрузки P плунжер погружается в почву, сминает ее и впрессовывает в монолит поля. Почва препятствует проникновению в нее конического плунжера, в результате чего возникают силы реакции почвы R1, равномерно распределенные по поверхности погруженной в почву части конуса. При этом сила P уравновешивается силами реакции почвы R1. Элементарные силы реакции почвы R1 располагаются по отношению к нормалям элементарных площадок S1 конической поверхности под углом трения ϕ плунжера о почву и наклонены в сторону вершины конуса плунжера.
На любом элементарном участке поверхности погруженной части конуса плунжера элементарная сила реакции почвы R1 является результирующей двух сил: силы N1, действующей по нормали, и силы трения F1, действующей по касательной к этой поверхности. В итоге элементарные почвенные частицы, находящиеся под воздействием поверхности конуса, будут впрессовываться в почвенный монолит по линиям ориентации соответствующих R1, т. е. перемещаться как в направлении действия силы трения F1, так и в направлении нормали N1. Силы R1 действуют под углом γ к направлению действия силы P. Угол

Сила P, внедряющая плунжер в почву, равна P = R/secγ расходуется не только на непосредственное, чистое смятие почвы, которое наблюдается в направлении действия сил N1, но и на предварительное уплотнение в боковом направлении, которое происходит в результате преодоления почвенными частицами сил трения F1, возникающих в следствии смещения почвы относительно поверхности конического плунжера.
Силы N1 сжимает между собой почвенные агрегаты, располагающиеся в соседних конических концентрических поверхностях. Силы трения F1 стремиться сдвинуть по касательной более плотный слой почвы относительно менее плотного и в тоже время смять каждый слой в плоскости, перпендикулярной к нормали поверхности конуса.
Таким образом сила R = ΣRi= ΣPisecγ = Psecγ фактически обеспечивает реальное смятие почвы в результате внедрения конуса плунжера в измеряемый почвенный горизонт. Сила P - это та сила, которая зарегистрирована в процессе погружения плунжера в почву.
За объем смятой почвы V принимается объем, который равен объему внедренной части конуса плунжера

так, как впрессовывание в измеряемый почвенный горизонт объема почвы, равного объему внедренной части конуса вызвало появление данной силы реакции R.
Отношение силы R, реально необходимой для смятия почвы объемом V к этому объему дает величину удельного сопротивления почвы смятию

где α - угол при вершине конуса плунжера.
Способ определения удельного сопротивления почвы смятию осуществляется следующим образом.
Известным способом определяют угол трения ϕ материала плунжера о почву [2 (с. 5-7)] измеряют величину угла α при вершине конуса плунжера 1 (см. чертеж).
Конус плунжера 1 устанавливают в вертикальное положение, упираются им в поверхность поля (почву) 2 и действуют на него через стержень 3, сверху вниз, силой P такой величины, которая обеспечивает плавное и надежное погружение конуса плунжера 1 в почву 2 на заданную глубину. Регистрируют величину силы P, измеряют длину l погруженной в почву 2 части конуса плунжера 1 и вычисляют величину удельного сопротивления почвы смятию ρ по выражению

где α - угол при вершине конуса плунжера.
Конус плунжера 1 можно погружать в почву 2 на любую глубину, а силу P регистрировать в любой момент независимо от характера и времени ее изменения в процессе погружения плунжера в почву.
Источники информации
1. Размыслович И.Р., Авласенко Т.В. и др. Практикум по сельскохозяйственным машинам и орудиям (теория и расчет сельскохозяйственных машин). - Минск, Ураджай, 1972, с. 144.
2. Любимов А. И. и др. Практикум по сельскохозяйственным машинам. -М.: Колос, 1971, с 207.
Формула изобретения: Способ определения удельного сопротивления почвы смятию, включающий регистрацию величины нагрузки Р, обеспечивающей погружение плунжера в почву, отличающийся тем, что используют конический плунжер, для которого определяют величину угла трения ϕ материала плунжера о почву, измеряют длину l внедренной в почву части конуса плунжера, а величину удельного сопротивления почвы смятию вычисляют по зависимости

где α - угол при вершине конуса плунжера.