Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова» Д.Г. Мясищев СТАТИСТИЧЕСКАЯ ДИНАМИКА МАШИН И ОБОРУДОВАНИЯ ЛЕСНОГО КОМПЛЕКСА (В ПРИМЕРАХ) Учебное пособие Архангельск САФУ 2017 1 УДК 630.377 ББК 39.33-01 М 99 Рецензенты: А.М. Кочнев, доктор технических наук, профессор, профессор кафедры технологии лесозаготовительных производств СПбГЛТУ; С.А. Корчагов, доктор сельскохозяйственных наук, профессор, профессор кафедры лесного хозяйства ВГМХА им. <...> Если некоторое количество одного и того же измеренного случайного процесса (случайных функций) наложить друг на друга, то, применив известные методики обработки полученных результатов, возможно получить так называемые математическое ожидание и дисперсию случайной функции (процесса), которые будут представлены как детерминированные (неслучайные) функции времени, то есть конкретные зависимости – кривые. <...> Кроме отмеченных показателей для описания основных особенностей процессов (случайных функций) вводится еще одна характеристика – корреляционная функция процесса, а также спектральная плотность процесса – функция распределения дисперсий процесса по его частотным составляющим (спектр дисперсий по 5 частоте). <...> Случайные процессы подразделяются на входные и выходные. <...> Например, для динамических систем машин и оборудования лесного комплекса входными процессами могут быть неровности (микропрофиль) пути, твердость почвы в обрабатываемом гоне и др., а выходными – расход топлива, напряжения в металлоконструкции и др. <...> Примером более сложного нестационарного процесса действия лесной машины может являться случайная функция изменения нагруженности трансмиссии , например трелевочного трактора, в процессе начала движения с места и разгона до установившейся скорости. <...> Поэтому у эргодических процессов <...>
Статистическая_динамика_машин_и_оборудования_лесного_комплекса_(в_примерах).pdf
УДК 630.377
ББК 39.33-01
М 99
Рецензенты:
А.М. Кочнев, доктор технических наук, профессор, профессор кафедры
технологии лесозаготовительных производств СПбГЛТУ;
С.А. Корчагов, доктор сельскохозяйственных наук, профессор, профессор
кафедры лесного хозяйства ВГМХА им. Н.В. Верещагина
М 99
Мясищев, Д.Г.
Статистическая динамика машин и оборудования лесного комплекса
(в примерах): учебное пособие / Д.Г. Мясищев; Сев. (Арктич.)
федер. ун-т им. М.В. Ломоносова. – Архангельск: САФУ,
2017. – 115 с.: ил.
ISBN 978-5-261-01205-4
На конкретных примерах проиллюстрированы различные задачи
применения методов статистической динамики в области лесной техники
– лесопромышленной и лесохозяйственной. Рассмотрен весь
цикл решения задач статистической динамики от постановки, через
процесс решения, до практического приложения полученных результатов.
Предназначено
для студентов и магистрантов, обучающихся по
направлениям бакалавриата и магистратуры, соответственно,
151000.62 и 151000.68 «Технологические машины и оборудование» и
аспирантов научной специальности 05.21.01 «Технология и машины
лесозаготовок и лесного хозяйства» всех форм обучения.
УДК 630.377
ББК 39.33-01
ISBN 978-5-261-01205-4
© Мясищев Д.Г., 2017
© Северный (Арктический) федеральный
университет им. М.В. Ломоносова, 2017
2
Стр.3
ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение ........................................................................................................... 3
1. ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА И ХАРАКТЕРИСТИКИ ВЕРОЯТНОСТНЫХ
(СТОХАСТИЧЕСКИХ, СЛУЧАЙНЫХ) СИСТЕМ ....................... 4
1.1. Случайные величины .......................................................................... 4
1.2. Случайные процессы и их характеристики ...................................... 5
2. СТАТИСТИЧЕСКАЯ ДИНАМИКА ЛЕСНЫХ АГРЕГАТОВ
НА ШАССИ МИНИТРАКТОРОВ (МОТОБЛОКОВ) .............................. 8
2.1. Выбор многоцелевого почвообрабатывающего шлейфа ................. 8
2.1.1. Предпосылки к обоснованию почвообрабатывающих
агрегатов и их технологий ......................................................... 8
2.1.2. Идентификация динамической модели мотоплуга ................ 20
2.1.3. Идентификация динамической модели мотокультиватора .... 28
2.1.4. Альтернативный лесопожарный агрегат: канавокопательгрунтомет
................................................................................... 34
2.1.5. Вероятностные характеристики лесного почвенного фона
для лесопожарной обработки ................................................... 39
2.1.6. Сравнительная оценка альтернативных лесопожарных систем
на шасси мотоблока ......................................................... 46
2.2. Определение вероятностных энергетических показателей компонентов
лесопожарных систем ...................................................... 47
2.3. Выбор итогового варианта системы для лесопожарного процесса
................................................................................................... 56
3. ОПТИМИЗАЦИЯ ПРОЕКТНЫХ ПАРАМЕТРОВ ЛЕСНОГО
ТРАНСПОРТЕРА ТИПА «МОТОБЛОК + ПРИЦЕП» ДЛЯ ВЫВОЗКИ
ДРЕВЕСИНЫ В ПОЛНОСТЬЮ ПОГРУЖЕННОМ ПОЛОЖЕНИИ .... 62
3.1. Математическая модель лесного транспортера для вывозки древесины
от рубок ухода в молодняках с учетом фактора статистической
динамики ........................................................................... 62
3.2. Обоснование исходных данных из статистической динамики
агрегата .............................................................................................. 70
3.3. Результаты моделирования .............................................................. 77
112
Стр.113
4. СТАТИСТИЧЕСКАЯ ДИНАМИКА ЛЕСОПОГРУЗЧИКА КРАНОВОГО
ТИПА ............................................................................................... 80
4.1. Объект исследования......................................................................... 80
4.2. Теоретические исследования нагруженности ходовой части
лесопогрузчика с использованием элементов статистической
динамики ............................................................................................ 82
4.2.1. Методы исследования в статистической динамике ............... 82
4.2.2. Основные положения по вариационному исчислению ......... 86
4.2.3. Разработка динамической модели системы «микропрофиль
крановых путей – нагруженность ходовой тележки лесопогрузчика
типа КБ» ................................................................. 87
4.3. Методика экспериментальных исследований нагруженности
ходовой тележки крана-лесопогрузчика типа КБ............................ 90
4.3.1. Тензометрирование ................................................................... 90
4.3.2. Оборудование и аппаратура исследований ............................ 90
4.3.3. Условия проведения эксперимента ......................................... 93
4.4. Результаты экспериментальных исследований............................... 95
4.4.1. Определение корреляционной связи нагруженности
ходовой тележки лесопогрузчика типа КБ и микропрофиля
подкранового пути ........................................................ 95
4.4.2. Определение коэффициента корреляции Пирсона ................ 98
4.4.3. Статистическая идентификация динамической системы
«микропрофиль подкрановых путей – нагруженность ходовой
тележки» лесопогрузчика типа КБ .......................... 100
4.5. Сравнение теоретических и экспериментальных данных ............ 105
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ............................................................................................ 107
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ ....................................... 18
СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ ...................................... 111
113
Стр.114