ارزيابي مدل‌هاي بكر و ويسمر- لوث در تخمين مقاومت غلتشي چرخ در مقايسه با آزمون‌هاي تجربي

چكيده روش‌هاي متفاوتي براي مدل‌سازي برهمكنش چرخ و خاك وجود دارد كه مدلهاي مبتني بر معادله بكر و مدلهاي ويسمر دو دسته از اين مدلها مي‌باشند كه در اين مطالعه به منظور پيش‌بيني مقاومت غلتشي چرخ انتخاب و با آزمونهاي تجربي مقايسه شدند. استفاده از يك مدل مناسب كه پيش‌بينيهاي درستي از مقاومت غلتشي داشته باشد مي‌تواند براي مديريت انرژي مصرفي مفيد واقع شود. در اين تحقيق ضرايب و توان نشست مربوط به مدل بكر با آزمون سه صفحه مستطيلي شكل با عرضهاي متفاوت و طول هاي يكسان به دست آمد و شاخص مخروطي خاك نيز با استفاده از يك نفوذسنج مخروطي در چندين تكرار ثبت شد، تا مقاومت غلتشي مربوط به هر دو مدل محاسبه شود و با دادههاي تجربي مقاومت غلتشي مقايسه شوند. آزمايشها با استفاده از آزمونگر تك چرخ در محيط كنترل شدهاي در سه سطح فشار باد تاير و سه سطح بار عمودي صورت گرفت كه البته سطوح بارعمودي در طول حركت تاير متغير بوده و سرعت حركت حمل كننده تاير در km.h-1 3/2 ثابت نگه داشته شده است تا بتوان به بررسي اثر دو پارامتر بار عمودي و فشار باد تاير بر مقاومت غلتشي پرداخت. نتايج نشان دادند كه مدل ويسمر با داشتن ضريب همبستگي 80± درصد مقاومت غلتشي بهتري را نسبت به مدل بكر با ضريب همبستگي كمتر از 80+ درصد تخمين زده است. مدل بكر در فشارهاي بالاتر باد تاير، از آنجايي كه چرخ تقريبا به يك چرخ صلب تبديل شده است تخمين بهتري از مقاومت غلتشي ارايه داد. واژه‏هاي كليدي: آزمون گر تك چرخ، بكر، شاخص مخروطي. مقاومت غلتشي، ويسمر-لوث.

Abstract There are different methods in order to model soil-wheel interaction which Bekker equation and Wismer models are two of them. These models have been selected in this study for tire rolling resistance prediction and comparison with experimental tests. Using an appropriate model for accurate prediction of rolling resistance, is useful for energy management. In this study, soil power-sinkage modules related to Bekker model were obtained. In this way, a series of plates with different widths was pushed into the soil while the force and corresponding sinkage were being measured. The soil cone index was recorded using a penetrometer in several replications to compare the rolling resistance calculated by both models and from experimental data. The experiments were performed with a single-wheel tester in controlled conditions at three levels of tire pressure and vertical load. The vertical load on the wheel was varied during the test, but its travel speed was kept constant at 2.3 km.h-1. The results showed that Wismer model in all experiments had better ability to estimate rolling resistance than Bekker model. Bekker model with higher tire pressure provided better estimate for rolling resistance, since the wheel had been turned almost into a rigid wheel. Keyword: Bekker, Cone Index, Rolling Resistance, Single-Wheel Tester, Wismer-Luth.