Modell zur Analyse der Auswirkungen der dynamischen Lastverlagerung auf das Traktionsverhalten einer Rohrverlegemaschine
DOI:
https://doi.org/10.15150/lt.2020.3244Schlagworte:
Traktion, Simulation, Gleiskettenfahrwerk, ZugkraftregelungAbstract
Die grabenlose Verlegung von Rohrkollektoren für die oberflächennahe Geothermie (Agrothermie) erfordert die Entwicklung des Funktionsmusters einer mobilen Verlegeeinheit. Die vorliegende Arbeit betrachtet die Grundlagen zur Analyse der Regelbarkeit der Zugkraftübertragung von Maschinen mit Gleiskettenfahrwerk. Ziel ist, ein geeignetes Modell zu entwickeln, das die Wechselwirkungen innerhalb der beispielhaft betrachteten Maschine sowie die Interaktionen mit dem Erdboden näherungsweise beschreibt. Die Modellierung basiert auf nichtlinearen Mehrkörpersystemen der Kinematik und des Fahrwerks sowie auf semiempirischen Ansätzen für das Zugkraft-Schlupf-Verhalten von Gleiskettenfahrwerken. Zusätzlich werden mathematisch-physikalische Theorien für Werkzeuge zur Tiefenlockerung genutzt. Als Ergebnis wird ein Gesamtmodell zur Untersuchung des Einflusses von Maschinen- und Werkzeugparametern auf das Traktionsverhalten vorgestellt. Perspektivisch ist dieser Ansatz zur Entwicklung eines Konzeptes für ein Zugkraftmanagementsystem mittels aktiver Werkzeugverstellung nutzbar.
Literaturhinweise
Balaton, J. (1990): Dimensioning And Draft Force Requirement For Subsoilers. Periodica Polytechnica Mechanical Engineering 34(3-4), pp. 161–170
Bekker, M. G. (1956): Theory of Land Locomotion – The mechanics of vehicle mobility. Ann Arbor, The University of Michigan Press, Michigan
Bekker, M. G. (1960): Off-the-Road Locomotion. Ann Arbor, The University of Michigan Press, Michigan
Bekker, M. G. (1969): Introduction to Terrain-Vehicle Systems. Ann Arbor, The University of Michigan Press, Michigan
Demian, T. F. (1974): Untersuchungen an einfachen Bodenschneidwerkzeugen insbesondere für grabenlos arbeitende Dränmaschinen ausgeführt an einfachen Modellen. Dissertation, Georg-August-Universität, Göttingen
Dörfler, G. (1995): Untersuchungen der Fahrwerk – Boden – Interaktion zur Gestaltung von Raupenfahrzeugen für die Befahrung weicher Tiefseeböden. Dissertation, Universität Fridericiana, Karlsruhe
Engel, J.; Lauer, C. (2017): Einführung in die Boden und Felsmechanik – Grundlagen und Berechnungen. Carl Hanser Verlag, München
Getzlaff, G. (1951): Messung der Kraftkomponenten am Pflugkörper. Grundlagen der Landtechnik, H. 1(1951), S. 16–24
Godwin, R. J.; Spoor, G. (1977): Soil Failure with Narrow Tines. Journal of Agricultural Engineering Research 22(3), pp. 213–228
Grosa, A.; Henke, M.; Kluge, J.; Herlitzius, T. (2018): Agrothermie – Minimal Invasive Einrichtung von Geothermie-Netzen unter landwirtschaftlich genutzten Flächen. In: 76. Internationale Tagung – LAND.TECHNIK 2018, VDI-MEG, 20.–21.11.2018, Leinfelden-Echterdingen
Herlitzius, T.; Schubert, J.; Mohn, T.; Busch, D. (2015): Entwicklung flexibler Verlegetechnologien sowie Konstruktion und Bau modularer Verlegetechnik zur agrothermischen Flächenerschließung – AgroFlexWeb. Abschlussbericht, TU Dresden
Janert, H. (1955): Der Greifswalder Rohrpflug und seine Arbeitsweise. Wasserwirtschaft-Wassertechnik 5(4), S. 123–130
Janosi, Z.; Hanamoto, B. (1961): The analytical determination of drawbar pull as a function of slip for tracked vehicles in deformable soils. Proceedings of the 1st International Conference on the Mechanics of Soil – Vehicle Systems, Torino, Italy, Edizioni Minerva Tecnica
Kacigin, V. V.; Guskov, V. V. (1968): The basis of tractor performance theory. Journal of Terramechanics 5(3), pp. 43–66
Kalbheim, G. (2005): Spezialisten verlassen die Nische. Grabenfräsen, Pflüge und Drainagemaschinen. Straßen- und Tiefbau 59(5), S. 12–15
Kuhlewind, C. (1932): Die neuzeitliche Entwicklung des Maulwurfpfluges und seine Einwirkung auf den Dränbau. Dissertation, Landwirtschaftliche Hochschule Poppelsdorf, Bonn
Kunze, G.; Göhring, H.; Jacob, K. (2009): Baumaschinen / Erdbau- und Tagebaumaschinen. Vieweg + Teubner, Wiesbaden
König, K. (2017): Agrothermie − Wärme aus dem Acker. IVV immobilien vermieten & verwalten 5, S. 40–43
Lang, H.-J.; Huder, J.; Amann, P.; Puzrin, A. M. (2007): Bodenmechanik und Grundbau – Das Verhalten von Böden und Fels und die wichtigsten grundbaulichen Konzepte. Springer, Berlin, Heidelberg, New York
Merhof, W.; Hackbarth, E.-M. (Hrsg.) (2015): Fahrmechanik der Kettenfahrzeuge. Universität der Bundeswehr München, Neubiberg
Oida, A. (1979): Study on equation of shear stress – displacement curves. Report No. 5, Japan, Farm Power and Machinery Laboratory, Kyoto University
Reece, A. R. (1965): Principles of soil – vehicle mechanics. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Vol.180, Part 2A 2, pp. 45–67
Terzaghi, K. (1943): Theoretical Soil Mechanics. John Wiley & Sons, Inc., New York
Voss, B.; Zimmermann, F. (1974): Zugkraftbedarf und Verlegegeschwindigkeit grabenlos arbeitender Dränmaschinen. Wasser und Boden 26(4), S. 98–102
Wong, J. Y. (2010): Terramechanics and off-road vehicle engineering : terrain behaviour, off-road vehicle performance and design. Butterworth-Heinemann, Oxford
Wong, J. Y. (1983): Evaluation of soil strength measurements. NRCC Report No. 22881, National Research Council of Canada
Wong, J. Y. (1980): Data processing methodology in the characterization of the mechanical properties of terrain. Journal of Terramechanics 17(1), pp. 13–41
Wong, J. Y.; Harris, P. S.; Preston-Thomas, J. (1981): Development of a portable automatic data processing system for terrain evaluation. Proceedings of the 7th International Conference of the International Society for Terrain – Vehicle Systems III, pp. 1067–1091
Wong, J. Y., Preston-Thomas, J. (1983): On the characterization of the shear stress – displacement relationship of terrain. Journal of Terramechanics 19(4) pp. 107–127
