Анализ существующих подходов к обоснованию взаимосвязи параметров гусеничного звена и геометрии грунтозацепов

Киц И.В., Воронцов И.И.

Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет, Санкт-Петербург

Ключевые слова: гусеничный движитель, механика грунтов, грунтозацеп, многофазное разрушение, выклинивание трака, тягово-сцепные свойства.

Аннотация. Взаимодействие элементов ходовых систем транспортных машин с деформируемыми поверхностями определяет предельный уровень реализации тягово-сцепных свойств наземных транспортно-технологических комплексов. В представленной статье выполнен критический анализ существующих математических моделей, используемых для обоснования рациональной геометрии гусеничного обвода. Рассмотрены три основных подхода: классические расчетные схемы, базирующиеся на концепции мгновенного плоскостного сдвига грунтового массива, пространственная модель предельного равновесия Алябьева – Калинина, учитывающая формирование зоны выпора под опорной поверхностью, а также метод многофазного анализа Кулабухова, описывающий дискретную динамику разрушения среды в межзвеньевом пространстве гусениц. На основе сопоставления исходных допущений и граничных условий указанных моделей выявлены системные методологические риски, связанные с некорректной подменой масштабов геометрических параметров в инженерной практике проектирования. Научная новизна работы заключается в определении аналитических границ применимости теории предельного равновесия к дискретным элементам гусеничного звена, а также в установлении функциональной связи между глобальным критерием погружения гусеничного обвода и локальными параметрами фазового разрушения грунта. Полученные результаты позволяют дифференцировать расчетный процесс на эскизном и техническом этапах проектирования ходовых систем, обеспечивая минимизацию буксования машин в тяжелых грунтовых условиях, тем самым повышая эффективность их проходимости.

Analysis of existing approaches to substantiating the relationship between track link parameters and lug geometry

Kits I.V., Vorontsov I.I.

Saint Petersburg State University of Architecture and Civil Engineering, Saint-Petersburg

Keywords: tracked vehicle, soil mechanics, track shoe lug, multiphase failure, track wedging, traction performance.

Abstract. The interaction between running gear components of transport vehicles and deformable surfaces determines the ultimate traction performance of ground-based transport complexes. This paper presents a critical analysis of existing mathematical models used to justify the rational geometry of a tracked undercarriage. Three main approaches are considered: classical calculation schemes based on the concept of instantaneous planar shear of the soil mass; the spatial limit equilibrium model by Alyabyev and Kalinin, which accounts for the formation of a heave zone beneath the support surface; and Kulabukhov’s multiphase analysis method, which describes the discrete failure dynamics of the medium in the inter‑link space of tracks. By comparing the initial assumptions and boundary conditions of these models, systematic methodological risks are identified, arising from the incorrect substitution of geometric parameter scales in engineering design practice. The scientific novelty lies in defining the analytical boundaries for applying limit equilibrium theory to discrete track link elements, as well as in establishing a functional relationship between the global track immersion criterion and local parameters of phase soil failure. The obtained results make it possible to differentiate the calculation process at the conceptual and detailed design stages of running gear, ensuring minimization of vehicle slippage under severe soil conditions, thereby enhancing their off‑road mobility.