Методика моделирования лесной почвы при взаимодействии с рабочими органами лесохозяйственных машин

Представлена разработанная методика математического описания структурно сложной лесной почвенно-растительной среды на основе метода конечных элементов в рамках моделирования работы лесных почвообрабатывающих агрегатов. Почва при этом представляется в виде элементов шарообразной формы, определённым образом взаимодействующих между собой, а также с рабочими поверхностями лесных машин. Отмечено, что взаимодействие почвенных частиц носит вязкоупругий характер. Представлен алгоритм расчёта сил воздействия элементов друг на друга в зависимости от расстояния расположения. Приведены составленные уравнения движения, описывающие изменение динамического состояния почвы с течением времени. Движение шарообразных элементов в рамках реализации математической модели рассматривается в прямоугольном параллелепипеде с задаваемыми размерами. Авторами отмечена возможность моделирования взаимодействия рабочих органов лесных машин с почвенной средой, включающей в т. ч. и корни растений, которые представляются множеством сферических элементов, расположенных в геометрической области, представляющей собой цилиндрическую верхнюю часть корневой системы, плавно переходящую в корни конической формы. Начальное размещение частиц, составляющих корень растения, производится путём расположения с равным шагом вдоль осевых линий определённого количества базовых точек.