Содержание к диссертации
Введение
1. Обзор литературного материала и постановка задач исследования 12
1.1 Обзор условий возникновения ледовых образований и снежных накатов. 12
1.2 Анализ нормативных документов по эксплуатационному содержанию поверхностей дорог и аэродромов 14
1.3 Обзор методов разрушения ледяного покрова 16
1.4 Классификация льдов и их основные физико-механические свойства. 20
1.5 Краткий анализ научных работ, посвященных изучению физико-механических свойств снежного покрова .. 34
1.6 Состояние исследований по теории механической разработки ледового массива 43
1.7 Обзор конструкций ледорезных машин 49
1.8 Выводы по главе 53
2. Исследование физико-механических параметров ледовых и. снежных образований на поверхности дорог . 56
2.1 Характеристики образования снежных отложений 56
2.2 Исследование параметров образования гололёда и твёрдого налёта 80
2.3 Влияние физико-механических свойств очищаемой поверхности на параметры рабочего органа 95
2.4 Выводы по главе 99
3. Исследование процессов взаимодействия щёточного рабочего органа со льдом и снежным накатом, образовавшимся на поверхности дорог 100
3.1 Особенности работы щёточного рабочего органа на поверхности аэродромов 100
3.2 Усилия, возникающие при фрезеровании льда на рабочем оборудовании 108
3.3 Математическая модель взаимодействия щёточного рабочего органа машины, со льдом и снежным накатом . 119
3.4 Определение рациональных параметров фрезерования льда и снежного наката на поверхностях дорог цилиндрическими щётками 125
3.4.1 Общая методика выбора рациональных параметров 125
3.4.2 Определение рациональных параметров цилиндрической щётки 127
3.4.3 Определение рациональных параметров процесса резания льда цилиндрической щёткой 133
3.4.4 Особенности применения синтетических материалов для элементов ворса 140
3.4.5 Изменение параметров фрезерования при разработке снежных накатов 142
3.5 Выводы по главе 146
4. Экспериментально-теоретические исследования взаимосвязи параметров режимов резания обледенелой поверхности дорог щёточным рабочим органом 148
4.1 Определение физико-механических свойств обледенелой поверхности 150
4.1.1. Определение единичной силы резания для льда, образовавшегося на различных аэродромных покрытиях 150
4.1.2 Определение эталонной силы сопротивления сдвигу льда и снежных накатов, образовавшегося на различных дорожных покрытиях 156
4.2 Методика планирования и обработка результатов экспериментов. 159
4.2.1. Планирование многофакторного эксперимента 161
4.2.2. Результаты реализации расчёта по планированию проведения ортогонального композиционного плана Хартли 169
4.2.3 Оценка адекватности математической модели взаимодействия рабочего органа специальной уборочной машины со льдом и снегом 175
4.3 Выводы по главе 181
Выводы по работе 182
- Краткий анализ научных работ, посвященных изучению физико-механических свойств снежного покрова
- Влияние физико-механических свойств очищаемой поверхности на параметры рабочего органа
- Математическая модель взаимодействия щёточного рабочего органа машины, со льдом и снежным накатом
- Определение эталонной силы сопротивления сдвигу льда и снежных накатов, образовавшегося на различных дорожных покрытиях
Краткий анализ научных работ, посвященных изучению физико-механических свойств снежного покрова
Как уже было сказано выше, снег является одним из основных источников образования снежно-ледовых образований на поверхностях дорог и взлётно-посадочных полос аэродромов. Слой снега на поверхности земли является не простым скоплением снежинок, так как под действием ряда факторов, он постоянно находится в состоянии эволюции [8,9,12,13,17,23,36,43,49,52,53,57,62,76,79,80,86]. В снежном покрове микроклимат отличен от атмосферного, температура нижних слоев неповреждённого снега находится в пределах от -5 до О С. Прочностные свойства снега также зависят от ряда причин. Согласно исследованию К.Ф. Войтковского [23] и В.В. Белякова [12,13], Л.В. Барахтанова [8,9], В.А. Малыгина [57] и других [80], при температуре снега около нуля и значительных статических нагрузках, он проявляет свойства присущие вязкой жидкости. С уменьшением же температуры и при динамических нагрузках упругие свойства снега проявляются более значительно.
Многообразие физико-механических свойств снежного покрова зависит от различного сочетания условий формирования и прохождения процессов фазовых превращений. Из всего многообразия этих свойств для изучения вопросов удаления снега с поверхности дорог и взлётно-посадочных полос аэродрома являются: сопротивление резанию, плотность, твёрдость, прессуемость, сцепные свойства, упругость снега.
Сопротивление резанию характеризует интегральную силу противодействия снега при отделении его от массива широким плоским ножом и образования сливной пластической стружки. Сопротивление резанию снега зависит от объёмных сил трения и поверхностных сил сцепления между собой фрагментов снега. В. И. Баловнев [5,41] предложил следующую зависимость для определения силы сопротивления снега резанию: где ст - величина нормальных напряжений в плоскости сдвига, у - угол внутреннего трения материала, а с - структурное сцепление фрагментов материала.
Плотность снега есть отношение веса пробы снега к его объёму. Плотность снега является одной из важнейших его характеристик, её значения лежат в диапазоне от 0,1 до 0,7 г/см3 [13,57] и с течением времени изменяются под действием собственного веса, ветра, фирнизации, снеготаяния, и факторов теплообмена. Наибольшее влияние на изменение плотности оказывают температура и ветер. От плотности снега зависят все его механические свойства, причём эти зависимости подчиняются достаточно строгим закономерностям [9,13,57,53,80]
Твёрдость или несущая способность снежного покрова характеризуют собой способность снега сопротивляться проникновению в него инородных тел. Этот показатель определяется по осадке стандартного штампа, к которому приложена стандартная нагрузка. Твёрдость снега зависит не только от плотности, но и от температуры [9,13,57,80]. Однако, как показали исследования В.А, Малыгина [57] для рыхлого снега с плотностью менее 0,2г/см3 изменение температуры по высоте снежного покрова не велико, и поэтому в этом случае зависимостью плотности от температуры можно пренебречь.
Прессуемость снежного покрова является основным видом деформации при движении транспортного средства, приводящим к образованию колеи. Способность же снега противостоять давлению обычно характеризуют глубиной его прессования или осадкой. Зависимость между нагрузками и деформациями снежного покрова изучается при помощи штампов различных видов, имитирующих опорную поверхность. Результатом подобных исследований явился ряд зависимостей предложенных А.А. Крживицким [53], А.С. Антоновым [23] и другими автора-ми,
В наиболее общем виде этот закон был сформулирован профессором М.И. Летошневым [83]: где с и Пс параметры, характеризующие свойства опорного основания. Под действием сжимающей нагрузки физико-механические свойства снега изменяются. Так по данным работ [13,17] плотность снега возрастает до вполне определённого предела, дальше которого практически не изменяются. Штампы разных размеров при одинаковом удельном давлении погружаются на разную глубину. Дальнейшие исследования [43,80] подтвердили, что при сравнительно небольшом удельном давлении (до 0,1 МПа), когда нагружение штампа не превышает сопротивление сдвигу, штамп больших размеров должен погружаться в снег более интенсивно. Кроме того, весьма существенным обстоятельством при моделировании вертикальной нагрузки на снежный покров с помощью штампа является величина его периметра и форма 8,9,23,80 . В результате больших и многолетних исследований [8, 9, 12, 13,17, 36, 52 ,53, 54, 55, 57, 62, 80, 85, 86],проведённых в НИЛ ССДМ, ОКБ РАЛС-НЕМГ, ОНИЛВМ, на кафедре СДМ было установлено, что зависимость "нагрузка-осадка" для снега должна иметь гиперболический вид, что снежный покров является слоистой средой с близлежащим твёрдым подстилающим слоем, а зависимости, описывающие процессы деформации других опорных сред не учитывают этого, что многие параметры входящие в применяемые выражения не могут быть идентифицирова-ны с физико-механическими свойствами снега и поэтому их использо-вание крайне затруднено.
Исходя из вышеизложенного, можно заключить следующее, что для описанного процесса "нагрузка-осадка" для снега целесообразно использовать зависимость гиперболического вида, предложенную в работах и 53]: где коэффициенты AY и By которые могут быть получены на основе обширных экспериментальных исследований по деформации снежного покрова. В результате экспериментальных исследований проведённых в ОНИЛВМ, В.А. Малыгиным [57] была предложена зависимость 1.14, характеризующая взаимосвязь между давлением Оп и деформацией снега z. Кроме этих параметров в указанную формулу входят высота неповреждённого снежного покрова h, ширина опорной поверхности движителя В и коэффициент начальной жёсткости снега у.
Влияние физико-механических свойств очищаемой поверхности на параметры рабочего органа
В настоящее время продолжается процесс совершенствования существующих и создание новых ледорезных устройств. Обзор открытых публикаций, появившихся за последние 3 года выявил следующие основные тенденции развития ледорезных машин: 1. Дальнейшее развитие получило традиционное направление совершенствование ледово-фрезерных машин, имеющее целью повышение их производительности. При этом модернизации подвергается не только рабочий орган [36, 4], но и движитель [13]. 2. Сформировалось новое направление совершенствование конструкций машин, базирующееся на совмещении функций различных механизмов уборочных машин. Данное направление является очень перспективным, т.к. предлагаемые модернизации позволяют исключить из конструкции машины целые механизмы, что приводит к снижению металлоёмкости машины, а, следовательно, к снижению энергозатрат на перемещение машины и обработки поверхности. 1. В настоящее время не существует способа удаления снежных накатов и ледовых образований с бетонных поверхностей взлётно-посадочных полос аэродромов, удовлетворяющего все требования, к проведению такого вида работ. Механические способы не обеспечивают требуемую чистоту поверхности, тепловой приводит к преждевременному старению бетона за счёт увеличенного количества циклов "нагрев-охлаждение", электрический подогрев полосы является энергозатратным методом, требующим внесение дополнительных изменений в конструкцию обогреваемых поверхностей, а химический метод требует времени на действие реагента, которое сопоставимо с регламентным временем на уборку льда и снега. Кроме того, под действием реагента коррозируют не только детали самолётов, но и само бетонное покрытие, в результате чего запрещается использовать антиобледенительные средства в течении первых двух лет после вступления бетонной полосы в эксплуатацию. 2. Приведённый выше анализ работ, посвященных исследованию каждой из составных частей нашей работы: физико-механических свойств льда и снега, особенностью появления данных образований на поверхностях дорог, а так же процессов взаимодействия его с ножами рабочих органов позволил выделить круг вопросов, подлежащих разрешению. 3. Установлено, что на основе теоретических и экспериментальных исследований, разработана и широко применяется математическая модель взаимодействия режущих элементов с разрушаемым опорным основанием, разработанная отечественными учёными [4,5,6,22,26,41,42,43,45,47,88,89 и др.]. Следует отметить, что значительный вклад в развитии науки о разрушении льда, принадлежит сотрудникам Нижегородского государственного технического университета [5,36,59,63,92]. Однако модели, разработанные вышеназванными авторами, имели ряд недостатков. К ним относятся: во-первых, сложность определения связи между механическими параметрами льда и силами сопротивления резанию, через экспериментальный коэффициент резания, определение которого также является довольно сложным процессом. Во-вторых, отсутствуют критерии выбора применения того или иного способа борьбы со снежно-ледовыми отложениями на поверхностях дорог. И в третьих, до настоящего времени не разработаны методы механической очистки ледовых отложений при малой толщине данных образований, обеспечивающие полное удаления снежных накатов и льда, без разрушения очищаемой поверхности. Перечисленные недостатки, требуют своего разрешения для определения рациональных параметров резания льда щёточным рабочим органом Исходя из вышесказанного цель и задачи настоящих исследований могут быть сформулированы следующим образом: Целью работы является разработка расчётных схем, методов расчёта обоснование технических параметров и режимов работы рабочих органов машин для зимнего содержания дорог, предназначенных для удаления льда и ледово-снежных накатов с бетонных покрытий аэродромов.. В соответствии с поставленной целью в настоящей работе решались следующие задачи: 1. Выявить основные зависимости между метеорологическими условиями образования льда и снежного наката, состоянием асфальтобетонной поверхности и прочностными и геометрическими свойствами гололёдных образований, влияющими на процесс их удаления с очищаемой поверхности. 2. Разработать методику выбора основных параметров щёточных рабочих органов, при различных параметрах эксплуатации мащины. 3. Сформулировать и решить задачи соверщенствования эксплуатационных показателей машин для уборки льда и снежного наката. Получить зависимости между изменением конструктивных и эксплуатационных параметров машин данного назначения. Показать области наиболее эффективного использования машин, обладающимх теми или иными конструктивными особенностями.
На основе обзора литературного материала и в соответствии с целью и задачами исследований была составлена программа теоретических и экспериментальных работ. В общем объёме работы собственно изложение исследований состоит из двух частей (за пределами этих частей находятся введение, первая глава и приложения). В первой части, куда входят вторая и третья главы, разрабатывается теоретическая методика выбора различных параметров разрушения ледово-снежных образований на дорогах различными способами и их влияние друг на друга. Во второй части, куда входит четвёртая глава произведён анализ соответствия полученных теоретических результатов экспериментальным данным.
В данной главе проведён совместный анализ очищаемой поверхности и снежно-ледовых образований. При этом изменение параметров дорожного полотна, снежного наката или льда и рабочего органа, рассматривается только в плоскости движения машины, в виде плоской задачи. Температурный режим воздуха, дорожного покрытия и снежно-ледового образования, за исключением специально оговоренных случаев, считается одинаковым и неизменным.
Как было сказано в 1 главе снежный покров на дорогах и взлётно посадочных полосах аэродромов может образовываться двумя путями. Во-первых, в результате выпадения осадков, а во вторых, в результате ветрового переноса. Следует отметить, что перенос снега ветром также является функцией от осадочного выпадения снега, так как уплотнённый снег практически не подвержен переносу. Это связано с образованием внутренних связей в снежном покрове, которые можно определить по выражению 1.19. Тогда твёрдый расход метели может быть определён из выражения, полученного B.C. Соколовым [10], с учётом дополнения оговоренного выше:
Математическая модель взаимодействия щёточного рабочего органа машины, со льдом и снежным накатом
Однако, как следует из выражений 3.90 ворс для удаления снега в 6.4 раза длиннее и соответственно суммарная скорость резания льда будет всего в 2.2 раза выше, чем скорость резания снега плотностью 0,6 г/см и в 2,5 раза выше, чем скорость резания снега плотностью 0,3 г/см . Поэтому толщина срезаемой снежной стружки будет в 2 раза больше, чем у щёток, разрабатывающих лёд. В пропорциях к длине ворса величина подачи составит 0,0003S. Так как в пункте 3.4.3 настоящей работы было установлено, что длина и диаметр ворса являются функцией поверхности и материала ворса, то выбор рациональных параметров будет заключаться в нахождении значений величин предварительного прижатия щётки, числа элементов на одном диске и скорости вращения щётки. С учётом вышесказанного выражение 3.109 для случая фрезерования снежного покрова примет вид:
Анализ расчётов, проведённых по вышеперечисленным выражениям, позволил сделать следующие выводы. Во-первых, в диапазоне плотности снега от 0,3 до 0,6 г/см параметры, определяемые по выражениям 3.121-3.123 не изменяют свои значения более чем на 5%, что связано с тем, что плотность связана с ними через корень из 16 степени. Таким образом, для снежного покрова значения угловой скорости, относительной деформации ворса и предварительной деформации щётки можно считать постоянными. Для обеспечения одинаковой деформации ворса, при взаимодействии с разными по плотности снежными накатами, необходимо, что бы при этом сила резания была одинаковой. Данное условие может быть выполнено, если величина подачи щёточного рабочего органа будет уменьшаться пропорционально увеличению коэффициента жёсткости снега. При постоянных скоростях вращения щётки и скорости движения машины требуемая зависимость может быть обеспечена изменением количества элементов ворса на одном диске. Математический вид данного выражения представлен уравнением 3.124, а графический - на рисунке 3.29.
Таким образом, были получены данные, позволяющие выбрать параметры цилиндрической щётки и режимов её работы при удалении льда и снежного наката с асфальтобетонной поверхности. Из приведённых формул известно, что каждому образованию,.подлежащему удалению с поверхности дорог и взлётно-посадочных полос аэродромов, должен соответствовать определённый набор параметров как самой щётки, так и режимов резания.
С целью выбора единого комплекта ворса были проведены дополнительные аналитические исследования с использованием математической модели щёточного рабочего оборудования (выражения 3.69). Расчёты показали, что при разработке снега щётка, рассчитанная на разработку льда, требует уменьшения скорости движения машины в 7 раз, что не может быть допущено, так как при этом произойдёт нарушение работы аэропорта. При этом щётки, сконструированные для обработки снега, резко утрачивают эффективность при удалении льда, так как для развития требуемой силы резания таким щёткам необходимо обеспечить дополнительное прижатие к очищаемой поверхности. Дополнительные затраты, связанные с преодолением дополнительной силы трения могут достигать 30% от значений получаемых при работе специально сконструированной щёткой. При выборе конструкций щётки, предназначенной для удаления снежных накатов, меньшую потерю мощности продемонстрировала щёт-ка, предназначенная для удаления снежных накатов плотностью 0,6 г/см . Это объясняется тем, что энергозатраты, связанные с преодолением сил трения от дополнительного прижатия щётки к очищаемой поверхности выше, чем потери от работы с неоптимальной (уменьшенной на 20% силой резания). В связи с этим напрашивается вывод о целесообразности применения двух видов щёток. Одного - для удаления снега, а второго -для удаления льда.
В связи с тем, что элементы для срезания льда обладают меньшей длиной, имеется конструктивная возможность применения одной щётки с двумя наборами ворса - для льда и для снега. Во время уборки снега с разрабатываемой поверхностью взаимодействуют тонкие и длинные элементы ворса, толстые и короткие до снега в данный момент не достают. Для уборки снега щётка дополнительно нагружается, снежные элементы ворса деформируются на величину болыдую, чем 1/15 длины и в разра-ботке льда не участвуют Поэтому автором совместно с коллективом учёных Нижегородского государственного технического университета была разработана специальная конструкция щётки позволяющей удалять либо слой неубранного снега либо различные ледовые отложения На данное решение получено свидетельство на полезную модель №21064 РФ МКИ 7 Е 01 Н 5/00, В 60 F 3/00. Полное его описание приведено в приложении 5. 1. Уточнена математическая модель взаимодействия щёточного рабо чего органа со льдом и снежным накатом, образовавшимся на поверхности дорог и взлётно-посадочных.полос аэродромов. Показано, что в случае вращения щётки навстречу движения машины, мощность, затрачиваемая на фрезерование льда и снега, будет ниже в 2-4 раза, в зависимости от скорости движения машины. 2. Описаны и проанализированы основные факторы, влияющие на ве личину нагрузок на рабочем органе. Выявлены степень влияния каждого из них на энергоёмкость процесса фрезерования льда и снега. Кроме того, получены наиболее вероятные диапазоны их изменения. Показано, что наибольшее значение на процесс фрезерования льда оказывают влияние такие параметры как толщина ледяного покрова, величина его адгезии к асфальтобетонному покрытию, а также его температура. При этом изменение сил резания носит прямопропорциональный характер. 3. В результате проведённых расчётно-теоретических исследований определены рациональные, с точки зрения минимизации энергозатрат на фрезерование, таких параметров цилиндрической щётки как её диаметр, длина и диаметр элементов ворса, их количество, скорости резания и подачи, а также высота установки рабочего органа, относительно разрабатываемой поверхности. Зависимости, позволяющие выбрать рациональные параметры щёточного рабочего органа на этапе премирования приведены в разделе рекомендации настоящей работы. 4. Показано, что применение всего комплекса предложенных усовер шенствований позволит производить удаление снежноледовых об-разований с поверхности дорог без применения дорогостоящих тепловых методов и коррозионноопасных химических методов. При этом обеспечивается заданная сохранность бетонной поверхности. 5. Доказано, что щёточное оборудование должно иметь два набора ворса - один для разработки снега плотностью до 0,6г/см3, а второй для удаления ледовых образований, так как только в данном случае удаётся обеспечить требуемую чистоту обработки поверхности и целостность бетонного покрытия.
Определение эталонной силы сопротивления сдвигу льда и снежных накатов, образовавшегося на различных дорожных покрытиях
Как уже было сказано выше, с целью оптимизации количества экспериментальных исследований была разработана схема проведения экспериментальных работ, основной идеей которого является получение максимально точного массива исходных данных для проектирования специальной снегоуборочной машиной. К таким задачам относятся определение таких параметров и величин их отклонений в реальных условиях эксплуатации как сопротивляемость разрабатываемой среды резанию и сдвигу. Подобные вопросы широко рассматривались учёными, исследовавшими процессы разрушения льда, образовавшегося на замёрзших водоёмах [59,92]. Однако специфика образования льда на поверхности дорог не позволяет применять ранее полученные данные без дополнительных исследований. Наличие же сразу подо льдом твёрдого опорного основания и связанные с ним изменения в механике разрушения льда и снежного наката, связанные в первую очередь" с наличием дополнительной поверхности разрушения сдвигом, до сих пор не нашли достойного отражения в научных исследованиях. Поэтому бьш сделан вывод о необходимости проведения дополнительных исследований по изучению прочностных свойств рассматриваемого льда и снежного наката, а также сил их сцепления с полотном пути при эталонных условиях (температура воздуха равна 0С, толщина льда равна 0,01м., плотность снежного наката 0.бг/см3 и так далее). Причём объём таких исследований должен быть максимальным, для обеспечения полной достоверности полученных результатов. Затем же при помощи методики проведения экспериментов, провести исследования влияния изменения метеорологических и механических параметров на условия разработки поверхности обледенелых дорог, но уже с минимальным количеством опытов. Такой способ, по нашему мнению, даст максимальную эффективность при проведении экспериментальных исследований.
Важнейшим фактором, определяющим уровень нагрузок на рабочих органах ледорезных машин, является его прочность. Разнообразие способов образования наледей и снежных накатов, описанных в первой и второй главе, определяет и разброс данных по его физико-механическим свойствам. В большинстве известных математических моделях, описывающих усилие резания единичным резцом, прочность разрабатываемой среды характеризуется коэффициентом удельного сопротивления резанию, представляющему собой силу резания при определённых эталонных условиях. Определение численных значений данного коэффициента подразумевает проведение стендовых и натурных испытаний на участках дорог где предполагается использовать уборочную технику, что связано с большими экономическими затратами и требуют как наличия специального оборудования и регистрирующей аппаратуры, так и квалифицированного персонала. При этом полученные данные могут использоваться только в течение одного цикла образования слоя льда на поверхности дороги, так как в последующие циклы, даже в течении одной недели, условия образования замёрзшей поверхности дороги, а, следовательно, и структура и прочность льда будут различны. Поэтому данные, приводимые рядом авторов [45,65,67], достаточно условны и не могут быть использованы для точных расчётов.
Использование для данных целей ударника КИСИ, позволяет быстро и надёжно определить силу резания при эталонных условиях как непосредственно на льду водоёмов, так и в лабораторных условиях. К недостаткам применения данного прибора может быть отнесено лишь то, что накопленный с его помощью экспериментальный опыт имеет гораздо меньший объём по сравнению с ударником ДорНИИ. Однако, неоспоримым преимуществом нового метола является, то, что он сочетая простоту конструкции и методики применения последнего, позволяет получать не отвлечённый коэффициент прочности ледового основания, а непосредственно эталонную силу резания.
Автором настоящей работы в период с 1998 по 2001 годы был накоплен достаточно большой экспериментальный материал, связанный с применением ударника КИСИ на различных участках дорог и взлётно-посадочных полос аэродромов. Часть полученных экспериментальных данных приведена в таблице 4.1. На основе всего экспериментального исследования был сделан ряд выводов, позволивших упростить задачу представления численных значений эталонных сил резания в виде данных таблицы. Было установлено, что величина эталонной силы резания не зависит от времени проведения эксперимента, то есть сила сопротивления льда резанию одинакова в любое время года, как осенью, так и зимой и весной (данное утверждение справедливо только в случае идентичного температурного режима льда). Зависит же она только от характера образования льда и снежного наката. Такое различие объясняется изменённой структурой льда, кристаллизовавшегося либо из талой воды, либо из сублимированного водяного пара. Следует отметить, что изменения эталонной силы резания во всех этих случаях не велики и не превышают 10% от среднего значения данной силы по всем случаям образования наледей на дорогах. Поэтому прочностные качества льда, образовавшегося на любом дорожном покрытии, можно охарактеризовать одним значением.
В методах математической статистики для обра ботки результатов измерений, в которых присутствуют только случайные погрешности, используется понятие генеральной совокупности значений измеряемой величины и выборки. Множество всех допустимых значений, которые может принимать та или иная величина, называется ее генераль ной совокупностью. Производя п измерений, мы получим п значений из меряемой величины: x,,x2,...,х.. Данная совокупность значений называет ся выборкой для величины объемом п Очевидно что выборка перехо где S2- дисперсия измерений от случайных погрешностей, 22- дисперсия измерений от приборных погрешностей и т д Следует заметить что из полученных прямых измерений оценить систематическую погрешность не представляется возможным.
Из таблицы 4.1 видно, что по степени прочности снежно-ледовые образования на дорогах могут быть разделены на 2 группы. К первой могут быть отнесены льды, образовавшиеся как из атмосферного воздуха, так и в результате застывания талой воды. Экспериментами установлено, что, несмотря на различия в условиях образования и размеров кристаллов, с точки зрения механической обработки эти образования обладают показателями сопротивляемости, разность которых не превышает 5-10% . Ко второй же относятся снежные накаты, образовавшиеся на поверхностях дорог в результате взаимодействия движителей и рабочих органов машин со свежевыпавшим снежным покровом. При этом эталонная сила резания для обычного снега составляет 0,2 - 0,3 Н. Поэтому для разработки данной среды применяются совсем другие типы машин, процессы, возникающие в результате их взаимодействия со снежным покровом в данной работе не рассматриваются и исследования сопротивляемости разработки свежевыпавшего снега остаются за границами настоящего исследования. Ещё одним выводом из полученных результатов является то, что прочность льдов и снега не зависит от типа покрытия дороги, что, видимо, связано с тем, что процесс отвода тепла от асфальтового покрытия, и от бетонного практически одинаков.
Для того, что бы быть уверенным в том, что истинное значение величины эталонной силы резания, с вероятностью 0,95 попадёт в заданный интервал, необходимо произвести расчёт по выражениям 4.1-4.8. Тогда, согласно выражению 4.1, среднее значение эталонной силы для льдов составит 56,333, а для снежных накатов - 22,1667. Дисперсию среднего значения находим по формуле (4.3.). Для льдов величина дисперсии составит 0,09726, а для снежных накатов - 0,114746. Тогда среднеквадратичное отклонение среднего значения льдов будет равно 0,09459, а для снежных накатов - 0,0131. Окончательный результат записываем в виде: Для снежных накатов Рэ = 22,16667±0,0131 60 = 22,2±0,8, а для ледяных образований - 56,33±4,2. В графическом виде полученные результаты представлены на рисунках 4.2 и 4.3.
