買文檔就送 紙全套 Q 號交流 414951605 最新最全機械畢業(yè)資料 答辯優(yōu)秀 摘 要 本設(shè)計為多功能清雪車，能夠清除浮雪、厚雪、薄冰、軋實的冰雪，可有效清除 0 25 10的軋實冰雪，達到見黑路面效果。可廣泛用于市政道路、高速公路、普通公路、機場等地。 多功能清雪車以中國一汽生產(chǎn)的 一 汽 解 放 汽 車 有 限 公 司 無 錫 柴 油 機 廠 生 產(chǎn) 的 動機為作業(yè)系統(tǒng)的驅(qū)動裝置，將除雪機構(gòu)與其底盤車架連接，并對除雪車的雪鏟、掃雪排、撒布機機構(gòu)進行結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計，分析了雪鏟的工作阻力，通過對冰雪力 學性質(zhì)、整車性能匹配的研究，提出設(shè)計方案。 本文的主要工作如下： （ 1） 調(diào)研分析機械清雪的重要性能及可行性。結(jié)合國內(nèi)外目前的研究狀況，明確清雪機械的發(fā)展趨勢，確定研究方向。 （ 2） 研究積雪的物理機械性能。 （ 3） 鏟車型號的選擇及鏟的設(shè)計。確定鏟的參數(shù)，選擇適合型號車。 （ 4） 整車受力及積雪的運動分析。計算清雪車在作業(yè)過程中整車的受力情況，分析各參數(shù)對清雪作業(yè)的影響；通過對雪單元體的研究，分析鏟雪作業(yè)時的積雪運動。 （ 5） 穩(wěn)定性分析。鏟的特殊位置決定了其在作業(yè)過程中突出的穩(wěn)定性問題。鏟對清雪車作業(yè)穩(wěn)定性的影響較大，為保證清雪車安全作業(yè)。 關(guān)鍵詞 ： 除雪鏟；撒布機構(gòu)；掃雪排；滾雪刷；軌道升降機構(gòu) 買文檔就送 紙全套 Q 號交流 414951605 最新最全機械畢業(yè)資料 答辯優(yōu)秀 25cm to 10cm in as a as if a u xi as on to to 文檔就送 紙全套 Q 號交流 414951605 最新最全機械畢業(yè)資料 答辯優(yōu)秀 目 錄 摘 要 . I . 1 章 緒論 . 1 究的目的及意義 . 1 內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 . 2 面除冰技術(shù)的發(fā)展歷程 . 2 外路面除冰設(shè)備的研究現(xiàn)狀 . 4 內(nèi)路面除冰設(shè)備的研究現(xiàn)狀 . 5 面除冰雪技術(shù)的發(fā)展趨 勢 . 7 章小結(jié) . 8 第 2 章 路面壓實冰雪物理力學性質(zhì) . 9 雪的成因與分類 . 9 面冰雪分類 . 9 面壓實冰雪的成因 . 10 響因素 . 10 面壓實冰雪力學性質(zhì) . 12 壓強度 . 12 切強度 . 13 關(guān)系數(shù) . 14 實冰雪破壞準則 . 15 章小結(jié) . 18 第 3 章 清雪車分類及特點 . 19 雪車分類 . 19 工作裝置特點分類 . 19 整車特點分類 . 22 章小結(jié) . 22 第 4 章 前雪鏟板空間曲面設(shè)計 . 23 雪鏟前鏟設(shè)計 . 23 雪鏟鏟板曲面結(jié)構(gòu)參數(shù)確定 . 26 雪鏟設(shè)計 . 26 買文檔就送 紙全套 Q 號交流 414951605 最新最全機械畢業(yè)資料 答辯優(yōu)秀 立壁障裝置設(shè)計 . 29 章小結(jié) . 31 第 5 章 清雪車部件 設(shè)計 . 32 雪刷設(shè)計 . 32 式滾掃刷刷毛排布形式分類 . 32 滾刷安裝位置不同分類 . 33 滾刷驅(qū)動分類 . 34 滾刷刷毛選擇 . 35 雪排設(shè)計 . 36 布機設(shè)計 . 37 路設(shè)計 . 38 章小結(jié) . 39 第 6 章 整車受力分析 . 41 雪鏟受力分析 . 41 雪鏟除雪阻力計算 . 41 雪鏟行駛阻力計算 . 41 雪阻力、附著力和除雪功率的計算 . 42 論計算 . 42 制除雪鏟功率計算條件 . 42 雪阻力計算 . 44 式阻力計算 . 46 雪阻力計算 . 47 雪功率計算 . 48 輛側(cè)向穩(wěn)定性分析 . 48 章小結(jié) . 49 結(jié) 論 . 50 致 謝 . 51 參考文獻 . 52 買文檔就送 紙全套 Q 號交流 414951605 最新最全機械畢業(yè)資料 答辯優(yōu)秀 買文檔就送 紙全套 Q 號交流 414951605 最新最全機械畢業(yè)資料 答辯優(yōu)秀 買文檔就送 紙全套 Q 號交流 414951605 最新最全機械畢業(yè)資料 答辯優(yōu)秀 買文檔就送 紙全套 Q 號交流 414951605 最新最全機械畢業(yè)資料 答辯優(yōu)秀 第 1章 緒論 究的目的及意義 城市道路是城市重要基礎(chǔ)設(shè)施，它構(gòu)成城市的骨架，我國北方冬季時間長，降雪量大，不及時清除積雪，將嚴重影響交通及安全，給生活、 生產(chǎn)帶來諸多問題，多功能清雪車的研制，改變環(huán)衛(wèi)工作環(huán)境，減輕其勞動強度，提高其工作的效率和安全性，改善城市冬季交通和衛(wèi)生環(huán)境，保障道路的暢通，減少交通事故，滿足市區(qū)道路通行的需要，有重要的實用價值。 近幾十年來，國外除雪車發(fā)展非常迅速，種類越來越多，各種生產(chǎn)廠商在采用新技術(shù)、新材料、新工藝的同時，不斷提高產(chǎn)品的作業(yè)性能和操作性能，以適應(yīng)冬季除雪提出的更高要求，增強產(chǎn)品的競爭力。 在國外，最初的清雪機械是采用推土機或裝載機，利用其推土板和裝載斗將積雪集中在一起，這后來便發(fā)展成犁式除雪車。早在 1943 年日本就開始把 經(jīng)過多年的發(fā)展，國外犁式除雪車以具有較高的技術(shù)水平。以俄羅斯產(chǎn)品 種除雪車基礎(chǔ)車采用 功用有除雪、清除垃圾和沙堆，既可以用于街道、人行道的垃圾清除，也可以用于公路和建筑工地的除雪。犁式除雪車的工作裝置有推土板、犁刀和圓盤刷，其除雪寬度為：推土板 刀 盤刷 著除雪技術(shù)的不斷革新，在出現(xiàn)了連續(xù)快速的大型旋轉(zhuǎn)式清雪機后，清理積雪的工作才變得簡單。 我國的除雪機械開始于 20世紀 80年代 后期，相關(guān)研究單位主要集中在東北、西北和華北地區(qū)，先后有十幾種型號除雪車研制成功。 國內(nèi)主要研發(fā)的有西安公路研究所研制的 爾濱林業(yè)機械研究所研制的 合破冰除雪機、林省盤石縣公路養(yǎng)路段研制的 公路除雪器、陜西高速公路管理局研制的 林省公路機械廠與原吉林工業(yè)大學共同開發(fā)的 實冰雪清除機、重慶迪馬公司生產(chǎn)的 功能除雪車，該除雪車裝備有推雪鏟、滾刷、融雪 劑散布機等裝置、哈爾濱雪狼除雪機械設(shè)備有限公司生產(chǎn)的用于清除硬冰雪的除雪機和北京永鋒科技有限公司研制的雪豹 列的多功買文檔就送 紙全套 Q 號交流 414951605 最新最全機械畢業(yè)資料 答辯優(yōu)秀 能噴氣式除雪車等。 目前，國內(nèi)除雪車的開發(fā)研制工作還主要集中在鏟式除雪車和融雪劑散布機這兩種除雪車形式，但由于專業(yè)的除雪車，因其龐大的體積，降低了操作靈便性和除雪效率，因而選擇一款操作靈便、通用化的汽車來改裝成一除雪車，來補充專業(yè)除雪車的不足。 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 面除冰技術(shù)的發(fā)展歷程 在世界范圍內(nèi)，寒冷地區(qū)的國家冬季路面上都存在不同程度的積雪結(jié)冰。研究路 面除冰技術(shù)具有十分廣泛的重要意義。路面除冰技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了人工清除、機械化清除和智能化清除三個階段。 人工除冰法主要依靠人力用簡單的勞動工具來完成路面冰雪的清除。人工除冰是最早期、最原始的除冰方法。雖然人工清除冰雪比較徹底，但是作業(yè)時間長、勞動強度大、效率低、耗費大量的人力、物力和時間，作業(yè)時影響車輛通行和行車安全。目前，人工除冰法只適用于小范圍冰雪的清除或重點路段冰雪的清除。 隨著科技水平的不斷提高，交通建設(shè)的飛速發(fā)展，機械化的除冰技術(shù)應(yīng)運而生。目前，常用的機械化除冰技術(shù)主要包括化學除冰法、熱力除冰法和機 械除冰法三種。 （ 1）化學除冰法 化學除冰法是一種依靠撒布鹽類除雪劑來降低冰雪危害的方法。其原理是降低冰雪的冰點?；瘜W除冰法既可以用來清除路面結(jié)冰，也可以清除浮雪，是國際上比較常見的一種路面冰雪清除手段。 在一定環(huán)境條件下，化學除冰法可以有效的清除道路冰雪，改善道路安全狀況，提高道路運輸效率。但是化學除冰法的負作用也比較明顯，主要體現(xiàn)在： 除冰效果受環(huán)境溫度影響較大，存在反復結(jié)冰現(xiàn)象； 造成瀝青路面脫層，路面大面積破損； 對橋梁的結(jié)構(gòu)存在著腐蝕性，使橋梁結(jié)構(gòu)的耐久性下降； 買文檔就送 紙全套 Q 號交流 414951605 最新最全機械畢業(yè)資料 答辯優(yōu)秀 腐蝕機動車輛的輪胎及車輛底盤，大大降低其性能和使用壽命； 造成路邊的土壤鹽分增加，土壤板結(jié)硬化貧瘠； 造成城市綠地黃化，樹木枯死，甚至影響道路附近農(nóng)作物的生長； 造成水體污染，危害動物生命和人類健康。 近年來，雖然無毒性和無腐蝕性的環(huán)保型除雪劑，如生物降解型除雪劑等已經(jīng)問世，對環(huán)境和植物的破壞減少了，但是并未徹底根除。因此化學除冰法的應(yīng)用還是受到了一定的限制。 （ 2）熱力除冰法 熱力除冰法利用熱能使冰雪融化，消除冰雪危害，分為微波加熱、紅外線加熱、噴氣發(fā)動機加熱等類型； 微波加熱。利用微波穿透冰雪加熱路面，使得貼近路面的冰雪融化，消除了路面和 冰雪之間的結(jié)合力使二者分離，達到清除目的； 紅外線加熱。使用柴油作為燃料加熱紅外線加熱板，利用其熱輻射作用使路面上的冰雪迅速融化； 噴氣發(fā)動機加熱。利用噴氣式發(fā)動機排出的高溫熱氣流對路面冰雪進行加熱使其融化以達到清除目的。 雖然熱力除冰法清除冰雪速度快，安全性好但該方法往往耗能較大，費用較高，所以其適用范圍也受到很大限制。 （ 3）機械除雪法 機械除雪法通過機械裝置對冰雪直接作用來 消除冰雪危害，按其工作原理可以分以下幾種形式。 振動式。振動式主要利用冰雪在振動作用下，小變形可以引發(fā)脆性斷裂的特點。振動輪在振動馬達帶動下振動，使其表面的刀具切入、擠壓冰雪。振動式的工作效率高，清除冰雪效果比較好，能夠有效的避免路面的損壞。但是顯而易見，振動式的結(jié)構(gòu)復雜，制造成本高。 鏟剁式。鏟剁式模仿人工除冰，利用壓實冰雪硬而脆，不耐沖擊的物理性質(zhì)。由多種刀具組成的工作鏟在曲軸的帶 動下上下往復運動，對路面的壓實冰雪進行周期性的剁擊。鏟剁式工作效率較低，容易損傷路面，應(yīng)用范買文檔就送 紙全套 Q 號交流 414951605 最新最全機械畢業(yè)資料 答辯優(yōu)秀 圍受到限制。 推切式。除冰鏟是推切式除冰裝置常用的結(jié)構(gòu)。鏟刃在壓力作用下切入冰雪層，在牽引主機推動下清除冰雪。除冰鏟結(jié)構(gòu)比較簡單，技術(shù)比較成熟，工作效率比較高。但是由于工作阻力大，除冰鏟清除冰雪的硬度受到很大限制，需要大功率的牽引主機。此外，鏟刃的磨損比較嚴重，對路面有一定的損傷，當路面起伏波動較大時除冰鏟的清除效果受到影響。 碾壓式。碾壓式利用壓實冰雪脆性高，易斷裂的特點，通過滾筒上面的組合刀片，依靠自重和主機的協(xié)調(diào)壓力使楔形刀具切入冰雪層。隨著切入深度的增加，楔形刀具對冰雪層產(chǎn)生擠壓作用，使冰雪層脆性斷裂、破碎，并與路面剝離。碾壓式結(jié)構(gòu)簡單，工作性能更好。 機械除冰易于實現(xiàn)一機多用，不使用化學藥劑，無污染，能夠很好的保護環(huán)境和植被，公路兩側(cè)的農(nóng)田或者綠化帶內(nèi)是天然的堆放場所，還利于春季土壤保墑，所以它在國內(nèi)應(yīng)用最為廣泛。 隨著人們對路面除冰技術(shù)研究的不斷深入，出現(xiàn)了一類更為先進的除冰技術(shù) 化除冰技術(shù)。智能化除冰技術(shù)著眼于借助路面的某些特殊功能阻止路面積雪形成或者融冰除冰，目前主要包括自應(yīng)力彈性路面技術(shù)、導電鋪面融冰技術(shù)、太陽能 土壤蓄熱融冰雪技術(shù)。 自應(yīng)力彈性路面技術(shù)利用彈性材料局部變形能力較強的特性，通過在路面鋪裝材料內(nèi)摻入一定量的橡膠顆粒，改變路面的變形特性。路面在外載荷作用下產(chǎn)生的自應(yīng)力從而有效地抑制路面積雪結(jié)冰。 導電鋪面融冰雪技術(shù)是指在普通瀝青或者混凝土中添加聚合物類、炭類或金屬類導電組分材料，使之具有良好導電性能。冬季將電能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮苁孤访鏈囟壬?，冰雪自動融化，從而保障交通?通和行車安全。 太陽能 土壤蓄熱融冰技術(shù)是指在道路中鋪設(shè)太陽能采集系統(tǒng)，在地下土壤中設(shè)置能量儲存系統(tǒng)，將太陽能收集并儲存。降雪時將能量提取至路面，提高路面的溫度融化冰雪 外路面除冰設(shè)備的研究現(xiàn)狀 國外降雪頻繁的國家都很重視清雪機的研制和使用，機械清雪技術(shù)較為先進，已經(jīng)進入專業(yè)化的時代，產(chǎn)品在技術(shù)、工藝和性能上都較為成熟。目買文檔就送 紙全套 Q 號交流 414951605 最新最全機械畢業(yè)資料 答辯優(yōu)秀 前，國外針對路面積雪結(jié)冰的清除技術(shù)還是以撒布除雪劑為主，設(shè)備既有綜合式的多功能專用除雪車，也有以工程車輛底盤為主機的一機多用型清雪車。國外清雪除冰設(shè)備主要生產(chǎn)廠家有瑞士 司、丹麥的 國的 司、英國的 司、美國的 S&S、 司、日本和俄羅斯的生產(chǎn)廠家更是不勝枚舉。 瑞士 圖 1a）所示。該機存放除雪劑的料斗容積可達 12 立方米，除雪劑的撒布量連續(xù)可調(diào)，撒布寬度與撒布劑量自動同步，并配有自動裝卸裝置。 日本冬季降雪頻繁、其清雪機械的技術(shù)水平處于世界領(lǐng)先地位。 清雪卡車、清雪推土機、清雪平地鏟、防凍劑撒布車等清雪機械設(shè)備在日本普遍應(yīng)用。防凍劑撒布 車通過噴灑防凍劑來防止路面積雪碾壓凍結(jié)，撒布性能和行駛速度的協(xié)調(diào)性較好，是保證道路安全的重要工具。高速壓雪清除機如圖 1b）所示，采用 4300據(jù)壓實積雪的性狀，開發(fā)了振動式和壓力信號綜合自動化監(jiān)測系統(tǒng)，有效地控制清雪鏟的推力和角度，極大的提高了清雪作業(yè)能力。 清雪卡車是日產(chǎn)柴油工業(yè)株式會社生產(chǎn)的大型多功能清雪車，可以通過配置刮雪刀清除壓實冰雪。刮雪刀安裝在車輛前后輪中間，高度有 50070種。清雪卡車的主機采用 10 檔位變速箱，變速操作容易在清除壓實雪，車輛反復 前進、后退、變速時，車輛的舒適性、操作性、安全性有很大提高。 圖 1內(nèi)路面除冰設(shè)備的研究現(xiàn)狀 我國清雪技術(shù)的研發(fā)起步較晚，始于 20世紀 80年代后期，相關(guān)研究單買文檔就送 紙全套 Q 號交流 414951605 最新最全機械畢業(yè)資料 答辯優(yōu)秀 位主要集中在東北、西北、華北地區(qū)，先后有幾十種型號的清雪車研制成功。幾年來一些廠家參照國外先進技術(shù)，研發(fā)出適合我國清雪作業(yè)急需的梨板式和轉(zhuǎn)子式清雪車以及拖式撒鹽車等車型，但與世界先進國家清雪車發(fā)展相比，產(chǎn)品數(shù)量及性能差距較大，遠不能滿足道路清雪需求。目前，國內(nèi)主要的清雪設(shè)備有沈陽路泰達除雪機械生產(chǎn)的 擊振破冰清雪機 、 圖 1（ a）（ b）所示；北京銀海除雪機械有限公司生產(chǎn)的 圖 1c）所示；雪狼除雪機械生產(chǎn)的雪狼 圖 1（ d）所示；哈爾濱林業(yè)機械研究所研制的 合破冰清雪機；徐州裝載機廠生產(chǎn)的公路養(yǎng)護用輪式震動除冰車。 （ a） （ b） （ c） （ d）雪 狼 圖 1內(nèi)道路除雪設(shè)備 經(jīng)過二十多年來的探索和研究，我國的路面除冰技術(shù)和設(shè)備取得了和大的進步，但是從總體上看來，我國對路面除冰設(shè)備的研發(fā)和生產(chǎn)尚處于起步買文檔就送 紙全套 Q 號交流 414951605 最新最全機械畢業(yè)資料 答辯優(yōu)秀 階段，除冰設(shè)備的技術(shù)水平還比較落后，主要體現(xiàn)在以下幾個方面： （ 1） 技術(shù)水平低。除冰設(shè)備在結(jié)構(gòu)設(shè)計、制造、設(shè)備使用管理和維護等方面都存在問題。 （ 2） 品種類型不全。目前，不少種類的路面除冰設(shè)備在我國還是一片空白，尤其是用于路面壓實冰雪的大型設(shè)備。 （ 3） 避讓功能不理想。我國現(xiàn)有的除冰設(shè)備大部分避障能力較差在除冰作業(yè)中，常常因為避障不及時導致作業(yè)屬具或者 牽引主機的損壞。 （ 4） 對路面養(yǎng)護能力差。在作業(yè)路面凹凸不平時，除冰設(shè)備容易對路面造成破壞。 面除冰雪技術(shù)的發(fā)展趨 勢 目前，路面除冰技術(shù)的主要發(fā)展趨勢 (1)高效化 。 高效化的發(fā)展趨勢包括兩個方面，一是作業(yè)效率高效化，二是冰雪清除程度的高效化。只有高的作業(yè)效率和高的清除效率，才能保證路面冰雪在最短的時間內(nèi)得到及時和有效的清除，保障道路暢通和安全。 (2)低耗化 。 統(tǒng)計資料表明，冰雪清除設(shè)備在清除路面冰雪時的能量消耗成本占總成本的 80%以上。降低能量消耗，是降低冰雪清除成本的直接和有效的方法。 (3)智能 化 。 由于路面形式的多樣性，尤其是城市道路路面的復雜性，要求冰雪清除設(shè)備能夠及時準確地識別路面情況并作出相應(yīng)的判斷和動作，防止作業(yè)屬具損傷路面，保護冰雪清除設(shè)備，有效地清除路面冰雪。 (4)多功能化 。 工作性質(zhì)的多功能性，可以實現(xiàn)一臺設(shè)備清除各類冰雪，降低設(shè)備的投入資金，減輕企業(yè)負擔；工作范圍的多功能性，可以在冰雪清除的非作業(yè)期間，拆除冰雪作業(yè)屬具，使主機從事其它作業(yè)，問接降低設(shè)備投入成本，提高企業(yè)經(jīng)濟收益。 (5)環(huán)?；?。 冰雪清除設(shè)備的環(huán)境保護，包括設(shè)備主機對環(huán)境的影響和冰雪清除方法對環(huán)境的影響兩 個方面。設(shè)備主機對環(huán)境的影響，通常包括噪聲和尾氣，因此，選取符合環(huán)保標準的主機是關(guān)鍵。 著重 多功能小型化 ，同時 中國的除雪機械 還 應(yīng)該著重向兼用型的方向發(fā)展，可對多種機械如卡車、推土機、建筑機械等實施改造，或配備雪犁等除雪裝置，只是在冬季降雪時進行除雪作業(yè)，其余時間可進行灑水、清掃等多種路面養(yǎng)護作業(yè)及其他常規(guī)作業(yè)。除雪機械應(yīng)盡量采用機、電、液新技術(shù)，買文檔就送 紙全套 Q 號交流 414951605 最新最全機械畢業(yè)資料 答辯優(yōu)秀 實現(xiàn)自動控制，提高除雪機械的科技含量，減輕工人的勞動強度，提高掃雪除冰的效率。 本章小結(jié) 本文結(jié)合哈爾濱市城市道路情況，參照吉林北歐多功能清雪機進行設(shè)計，主要研 究以下幾個方面內(nèi)容： （ 1）副發(fā)動機和除冰裝置的結(jié)構(gòu)形式；分析路面壓實冰雪的物理力學性能和破壞準則，為清雪車的相關(guān)設(shè)計、分析計算奠定基礎(chǔ)。 （ 2）研究清雪車的結(jié)構(gòu)和整車性能。確定本文選用牽引裝置。 （ 3）研究清雪車清雪鏟工作機理。對清雪鏟結(jié)構(gòu)和參數(shù)進行設(shè)計；對清雪鏟的切線阻力進行分析計算 。 買文檔就送 紙全套 Q 號交流 414951605 最新最全機械畢業(yè)資料 答辯優(yōu)秀 第 2章 路面壓實冰雪物理力學性質(zhì) 冰雪的成因與分類 面冰雪分類 日本冰雪協(xié)會雪質(zhì)分類委員會經(jīng)過對道路雪質(zhì)調(diào)查，得出路面冰雪分類 ,本文節(jié)選出一部分，如表 表 面壓實冰雪分 類表 分類 狀態(tài) 特征 雪粒狀態(tài) 密度 / 2m 新雪 結(jié)晶狀 剛下的雪 100左右 粉雪 粉狀 車輛帶起的由新雪雪片分裂而成的小顆粒雪粉積存物 直徑為 270 410 壓雪 板狀 被壓過的積雪 雪 粒 直 徑 450 750 冰雪 板狀 壓雪滲進水以后又凍結(jié)，厚度在 1雪 粒 直 徑 2氣泡 750 900 冰膜 薄 冰 膜 凍結(jié)的水膜在地面或積雪上，厚度在 1雪 粒 直 徑 多結(jié)晶冰，買文檔就送 紙全套 Q 號交流 414951605 最新最全機械畢業(yè)資料 答辯優(yōu)秀 面壓實冰雪的成因 根據(jù)我國氣候及交通狀況，結(jié)合表 路面壓實冰雪的形成原因歸納為以下三個方面： （ 1）碾壓。冬季路面降雪經(jīng)過車輛和行人的碾壓，密度較小的新雪被壓實，形成高密度的壓實雪。 （ 2）反復融凍。冬季由于晝夜溫差變化，路面降雪在一段時間內(nèi)出現(xiàn)反復的融化、凍結(jié)，在路面上形成堅硬的冰雪層。 （ 3）凍雨。凍雨是初冬或冬末春初時節(jié)的一 種災害性天氣現(xiàn)象。凍雨落在路面上，隨即凍結(jié)成光滑的冰層。隨著雨量的增大，冰層也越結(jié)越厚。 以上三方面原因往往同時存在并相互作用，因此本文把壓雪、冰雪和冰層統(tǒng)稱為路面壓實冰雪。壓實冰雪在路面上的存在形式如圖 2圖中可以看出，壓實冰雪通過粘結(jié)層和路面固結(jié)在一起。通常情況下，粘結(jié)層的厚度僅有幾毫米。 圖 2響因素 由壓實冰雪形成原因可以看出，壓實冰雪的性能不僅受溫度、水分的影響，還與外界壓力、路面雜質(zhì)、路面表面特性因素有關(guān)。 （ 1） 溫度 買文檔就送 紙全套 Q 號交流 414951605 最新最全機械畢業(yè)資料 答辯優(yōu)秀 溫度影響積雪中水分的析出和凍結(jié) 當溫度高 于 0時，路面積雪開始融化，水分不斷增多。水分是凍結(jié)不可缺少的重要因素。當路面溫度接近 0時，壓實冰雪內(nèi)部、壓實冰雪與路面之間的水分開始凝結(jié)，由液態(tài)向固態(tài)轉(zhuǎn)變。溫度持續(xù)下降，路面與壓實冰雪界面處的水分凝固加劇，兩者之間的粘結(jié)層強度不斷增大，并將壓實冰雪和路面牢牢地連接在一起。當溫度降到一定界限后，溫度的降低再不能從壓實冰雪內(nèi)部得到更多的水分，界面間的粘結(jié)層強度不再增大，界面處于系統(tǒng)平衡狀態(tài)。 溫度影響凍結(jié)速度 溫度變化的快慢會影響冰雪的凍結(jié)速度，而凍結(jié)速度的變化影響凍結(jié)壓實冰雪的結(jié)晶形態(tài)。不同結(jié)晶形態(tài)的冰雪 ，其性能變化很大。 由此可見，溫度是影響路面壓實冰雪性能的重要因素，對壓實冰雪與路面的粘結(jié)起著關(guān)鍵作用。路面壓實冰雪和粘結(jié)層的性能是隨溫度不斷變化的。 （ 2）壓力 壓力是形成路面壓實冰雪的重要條件，冰雪受到的壓力情況與被壓實后的冰雪的性能有直接關(guān)系。壓力作用的效果直接體現(xiàn)在壓實冰雪的密度和硬度上。 壓力影響水分的析出 降雪在壓力作用下，會有一定的雪花轉(zhuǎn)化為水。壓力作用的次數(shù)越頻發(fā)，降雪轉(zhuǎn)化為水的數(shù)量就越多。 壓力影響壓實冰雪的密度和強度 壓力會使路面冰雪的密度和強度大大增加，這是因為所施加的壓力一方面使積雪被壓實，另一方面壓力會集中在界面上，使界面處冰雪層與路面的接觸更加緊密，水分向界面滲透加劇。滲透到路面的水分凍脹，大大增加了冰雪對路面的“抓固”作用，增加了整體的強度。 在現(xiàn)實情況中，冰雪受到的壓力大小和次數(shù)均無法準確衡量，所以壓實冰雪的性能仍有很大的隨機性。 （ 3） 凍結(jié)時間 買文檔就送 紙全套 Q 號交流 414951605 最新最全機械畢業(yè)資料 答辯優(yōu)秀 在特定溫度下系統(tǒng)的平衡依賴于凍結(jié)時間。在系統(tǒng)未進入熱量平衡之前，凍結(jié)時間與壓實冰雪的強度呈線性增長關(guān)系，凍結(jié)時間越長 ，壓實冰雪的強度就越大。當系統(tǒng)進入熱量平衡后，強度趨于平衡不再發(fā)生變化。 由此可見，路面壓實冰雪的形成過程是系統(tǒng)散失熱量，水分凝固結(jié)冰的過程。凍結(jié)時間與壓實冰雪的強度有直接的關(guān)系。 （ 4） 路面表面特性與雜質(zhì) 路面表面特性 壓實冰雪性能受到路面表面特性的影響，主要包括路面的粗糙度和表面濕潤性等表面特性與導熱性、熱膨脹性等材料熱特性。 我國等級路面分為瀝青類路面和水泥混凝土類路面兩種。北方地區(qū)路面以瀝青類路面為主。較小的空隙率使瀝青混凝土路面 具有透水性小、水穩(wěn)定性好、耐久性高、有較大的抗自然因素的能力，使用年限可達 15 20 年以上。瀝青混凝土路面表面粗糙度大、抗水性好、比熱小、熱膨脹系數(shù)小，壓實冰雪與瀝青路面的凍結(jié)十分堅固。 路面雜質(zhì) 在各種公路的路面上，不可避免的存在各種雜質(zhì)，比如粉塵、泥沙、碎石顆粒物等。這些雜質(zhì)的存在對路面壓實冰雪的性能也有重要影響。 當路面與壓實冰雪之間存在雜質(zhì)時，雜質(zhì)起到了凝結(jié)粘合的作用，水的結(jié)合凍不均勻，增大粘結(jié)層強度。一般情況下，粘 結(jié)層的強度高于壓實冰雪的強度不同的路面的表面特征及路面雜質(zhì)的存在情況各不相同，所以路面壓實冰雪的性能是隨著路面雜質(zhì)不斷變化的。 面壓實冰雪力學性質(zhì) 壓強度 壓實冰雪的抗壓強度是清雪車設(shè)計的重要參數(shù)之一，指壓實冰雪抵抗其他物體進入的能力，用物體進入冰雪時單位面積上所受到的阻力表示。壓實冰雪的抗壓強度因環(huán)境不同而不同，強度值隨密度的增加而增大，隨溫度的降低而增大，統(tǒng)計數(shù)值如表 買文檔就送 紙全套 Q 號交流 414951605 最新最全機械畢業(yè)資料 答辯優(yōu)秀 表 壓實冰雪的抗壓強度 冰雪類型 冰雪的密度 (m ) 范圍（ 壓雪 450 750 雪 750 900 層 900左右 抗切強度 抗切強度 義為切割每單位橫截面積壓實冰雪所需的力，包括壓實冰雪各種形式的變化強度。目前，抗切強度的計算大多利用經(jīng)驗公式 =（ 2 式中 抗切強度， 作用在刀刃上的切削阻力， N； b 切削刃寬度， m； h 切削層厚度， m。 利用抗切強度 以很簡便地進行壓 實冰雪清除裝置阻力計算和清雪車的牽引特性分析，壓實冰雪的抗切強度如表 表 實冰雪的抗切強度 冰雪厚度 （ 3m ） 抗切強度 （ 310 溫度（） 0 2 10以下 300 400 50 750 50 900 文檔就送 紙全套 Q 號交流 414951605 最新最全機械畢業(yè)資料 答辯優(yōu)秀 關(guān)系數(shù) 壓實冰雪清除裝置設(shè)計、清雪車的工作阻力計算和牽引性能分析涉及到冰雪的摩擦系數(shù)、冰雪路面的附著系數(shù)、冰雪路面的行駛阻力系數(shù)的選取。 冰雪的摩擦系數(shù)包括外摩擦系數(shù)和內(nèi)摩擦系數(shù)，外摩擦系數(shù)是指冰雪與其他物體之間的摩擦系數(shù)，內(nèi)摩擦系數(shù)是指冰雪內(nèi)部之間的摩擦系數(shù)。本文的外冰雪摩擦系數(shù)具體指冰雪和鋼鐵之間的摩擦系數(shù)，取值表 雪內(nèi)摩擦系數(shù)取值如表 示。內(nèi)外摩擦系數(shù)都與溫度和冰雪的 密度有關(guān)。 表 冰雪和鋼鐵的摩擦系數(shù) 摩擦系數(shù) 冰雪密度 （ 3m ） 溫度（） 0 2 16 50 550 50 650 50 750 50以上 雪的內(nèi)摩擦系數(shù) 摩擦系數(shù) 冰雪密度 （ 3m ） 溫度（） 0 2 10以下 450 750 50 900 00 面壓實冰雪的存在很大程度上降低了路面原來的使用性能，具體路況下輪胎的附著系數(shù)和行駛阻力系數(shù)取值分別如表 買文檔就送 紙全套 Q 號交流 414951605 最新最全機械畢業(yè)資料 答辯優(yōu)秀 表 冰雪路面的附著系數(shù) 壓實冰雪狀態(tài) 輪胎類型 附著系數(shù) 密實凍結(jié) 低壓胎 實凍結(jié) 高壓胎 實解凍 低壓胎 實解凍 高壓胎 實凍結(jié) 高壓胎 實解凍 高壓胎 冰雪路面的行駛阻力系數(shù) 冰雪狀態(tài) 冰雪密度 （ 3m ） 行駛阻力系數(shù) 輪胎 履帶 松軟 150 250 軟潮濕 150 250 度壓實 250 350 壓 450 750 雪 750 900 實冰雪破壞準則 由材料力學可知，當材料處于簡單受力情況時，材料的危險點處于簡單應(yīng)力狀態(tài)，破壞可以由簡單試驗來確定。但是，壓實冰雪在外載荷的作用下常常處于復雜的應(yīng)力狀態(tài)，壓實冰雪的強度及其在載荷作用下的性狀和冰的應(yīng)力狀態(tài)有很大關(guān)系。目前，材料力學中的多種破壞理論都可以用來解釋壓實冰雪在復雜應(yīng)力狀態(tài)下的破壞。 （ 1）最 大拉應(yīng)力準則 該理論認為最大拉應(yīng)力是引起壓實冰雪斷裂的主要因素。當最大拉應(yīng)力達到與壓實冰雪有關(guān)的材料性質(zhì)的某一極限值時，壓實冰雪就發(fā)生斷裂破壞。最大拉應(yīng)力理論的破壞準則為 1將極限應(yīng)力 以安全系數(shù) n，可以得到許用應(yīng)力 ，則最大拉應(yīng)力買文檔就送 紙全套 Q 號交流 414951605 最新最全機械畢業(yè)資料 答辯優(yōu)秀 理論的強度條件 1 最大拉應(yīng)力準則只適用于單向應(yīng)力狀態(tài)及某些應(yīng)力狀態(tài)中的受拉的情況。對于復雜的應(yīng)力狀態(tài)，該準則有不足之處。 （ 2）最大正應(yīng)變準則 該理論認為材料的破壞取決于最大正應(yīng)變，只要材料內(nèi)任一方向的正應(yīng)變達到單向壓縮或單向拉伸中的破壞數(shù)值，材料就發(fā)生破壞，破壞準則為 （ 2 由廣義胡克定律 111E=- )( 32 +，代入式（ 2 1 ( 32 =+（ 2 將極限應(yīng)力n，可以得到許用應(yīng)力 ,則最大正應(yīng)變理論的強度條件為 1 - )(32 + （ 2 3）莫爾強度理論及莫爾 庫侖準則 莫爾強度 理論是莫爾在 1900年提出的，是目前工程中應(yīng)用最多的強度理論之一。該理論認為材料內(nèi)有一點的破壞與中間主應(yīng)力無關(guān)，主要決定于主應(yīng)力 1 和 3 。在 面上，可以繪制一系列的極限應(yīng)力圓，每一個極限應(yīng)力圓都反映一種達到破壞極限的應(yīng)力狀態(tài)。這一系列極限應(yīng)力圓的包絡(luò)線稱為莫爾包絡(luò)線，如圖 2絡(luò)線代表材料的破壞條件或強度條件。 買文檔就送 紙全套 Q 號交流 414951605 最新最全機械畢業(yè)資料 答辯優(yōu)秀 圖 2 極限應(yīng)力橢圓的包絡(luò) 線 12345根據(jù)莫爾理論，可以利用在 面上畫出該點的莫爾應(yīng)力圓，來判斷材料內(nèi)某點處于復雜應(yīng)力狀態(tài)下是否破壞。如果所作應(yīng)力圓在莫爾包絡(luò)線以內(nèi)，則通過該點任何面上的剪應(yīng)力都小于相應(yīng)面上的抗剪強度 ，說明該點沒有破壞，處于安全狀態(tài)；如果所作應(yīng)力圓剛好與包絡(luò)線相切，則通過該點有一對平面的剪應(yīng)力剛好達到相應(yīng)面上的抗剪強度，該點處