Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Däck-mark Interaktion hos skogsmaskiner
KTH, School of Industrial Engineering and Management (ITM), Machine Design (Dept.).
2012 (Swedish)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesisAlternative title
Forest Machine Tire-Soil Interaction (English)
Abstract [en]

The most predominant method for forest harvesting in Sweden is the cut-to-length method based on two-machines, a harvester that fells trees and cut them in a predefined length, and a forwarder which transports logs to a landing area for further transport to a processing facility. New machine solutions have to be much gentler to the ground than today’s machines. To be able to develop a forestry machine that preserves the terrain requires a proper understanding of the interaction between tire and soil.

The goal of the project is to contribute to the existing knowledge of forest machine tire-soil interaction and to develop a tire-soil model that enables dynamic simulations of forest machines operating in rough terrain. The modeling has especially been focused on the interaction between tires and soft ground.

A comparison of theoretical data of different WES-based terrain interaction models and a comparison test data from a full scale field test is presented. Field test data included soil penetration and wheel rut depth (both first and multi-pass) data measured for two different forwarders with and without load for different tire pressures. Ground pressure at different depths below the wheel-soil interface and the soil moisture, were also measured. MATLAB was the primary modeling and analysis tool.

Contribution from roots layers to bearing capacity has been analyzed through an extensive literature study and some analytical models were formulated using existing theories. Increase in bearing capacity has been estimated using available experimental data. Suitability of each model was also discussed. Because experimental data are not available in plenty, attention was paid to use as less parameters as possible, thus to increase use of the models. A program to estimate bearing capacity using different WES-based methods was created. The program is written in MATLAB and consists of a graphical user interface.

The existing Valmet 860.3 Adams MBS model, developed through a series of degree project work, was modified to simulate effects from soft soil. Adams soft-soil model was used to develop the model. Tire properties were according to Trelleborg Twin 428 710/45-26.5. The stability of the model on a steep terrain with obstacles was examined and was found satisfactory. Since Adams soft soil road model is based on Bekker’s sink model, the results were compared with WES-based methods. The possibility of developing a user-written tire/road model based on WES-method was also presented.

Abstract [sv]

Den dominerande lösningen för skogsavverkning i nordeuropa är kortvirkesmetoden, som är en tvåmaskinslösning: en skördare som fäller och kapar träden till fördefinierade längder, och en skotare som transporterar stockarna till ett avägg för vidare transport till en bearbetningsanläggning. Framtida maskinlösningar måste vara mycket skonsammare mot marken än dagens maskiner. För att kunna utveckla en skogsmaskin som är skonsam emot terrängen krävs en god förståelse av samspelet mellan däck och mark.

Målet med detta projekt var att bidra till den befintliga kunskapen om interaktionen mellan skogsmaskinsdäck och mark som möjliggör utveckling av en däck-markmodell för dynamiska simuleringar av beteendet hos skogsmaskiner verksamma i svår terräng. Modelleringsarbetet har fokuserat på samspelet mellan däck och mjuk mark.

En jämförelse av beräknade spårdjup från olika WES-baserade terrängmodeller med testdata från ett fullskaligt fältprov presenteras. I fältdata ingår uppmätta markdata från konpenetrometerprov och spårdjup (både första överfarten och flera överfarter) för två olika skotare med och utan last för olika däckstryck. Marktrycket på olika markdjup under hjulen, och markens fuktighet mättes också. MATLAB var det primära modellerings- och analysverktyget.

Bidraget till ökad bärighet från rötter studerades genom en omfattande litteraturstudie och analytiska modeller formulerades utifrån befintliga teorier. Ökningen i bärighet uppskattades med hjälp av tillgängliga experimentella data. Tillämpbarheten för varje modell diskuterades också. Eftersom experimentella data inte finns tillgängliga för skogsterräng, användes så få parametrar som möjligt för att kunna öka användningen av modellerna. Ett MATLAB-baserat datorprogram, med ett grafiskt användargränssnitt, för att beräkna bärigheten med hjälp av olika WES-baserade metoder skapades. En befintlig MBS-modell (Adams-modell) av en Valmet 860,3 , som utvecklats i tidigare examensarbeten, modifierades för att möjliggöra simulering av effekter orsakade av mjuk mark. Adams mjuka markmodell användes för att utveckla maskinmodellen. Däcket som användes var Trelleborg Twin 428 710/45-26.5. Stabiliteten hos modellen vid körning i brant terräng med hinder undersöktes och bedömdes som tillfredsställande. Eftersom Adams väg för mjuk mark vägen bygger på Bekker-modeller har simuleringsresultaten jämförts med WES-baserade metoder. Möjligheten att utveckla en användarvänlig däckmodell baserad på WES-metoden utreddes också.

Place, publisher, year, edition, pages
2012.
Series
MMK 2012:34 MKN 062
National Category
Engineering and Technology
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-99269OAI: oai:DiVA.org:kth-99269DiVA: diva2:541740
External cooperation
Skogforsk,Björn Löfgren
Uppsok
Technology
Supervisors
Examiners
Available from: 2012-07-23 Created: 2012-07-23 Last updated: 2012-07-24Bibliographically approved

Open Access in DiVA

Madura Wijekoon(2378 kB)449 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 2378 kBChecksum SHA-512
ded8f1b6c5491c94b522f333aaf26ac192c84be6ab4391684369c513823a71996e15e7195c36805e50e2b9fdbdd6d9ed7e18ed229d6335ce8023d1fcf8541b56
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
Machine Design (Dept.)
Engineering and Technology

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 449 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 230 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf