Исследование деформаций кручения ствола дерева при взаимодействии со схватом манипулятора

Abstract

В работе исследуется распределение напряжений изгиба и кручения в стволе дерева в про-цессе его взаимодействия со схватом манипулятора. Рассматривается модель ствола дерева в виде последовательности недеформируемых фрагментов, соединенных между собой упругими связями, которые учитывают деформации изгиба и кручения ствола. Для определения коэффи-циентов жесткости сочленений на кручение рассмотрена деформация кручения ствола дерева с учетом анизотропии древесины. Древесина является ортотропным материалом, однако его упругие свойства в радиальном и тангенциальном направлениях сильно отличаются от продольных и значительно меньше между собой. Поэтому в первом приближении последним пренебрегается, и материал ствола дерева рассматривается как трансверсально изотропный. Показано, что коэффициенты крутильной жесткости сочленений выражаются через модуль сдвига и обратно пропорциональны длине фрагментов, на которые разбивается ствол дерева. Рассмотрено движение спиленного дерева при равномерном подъеме его комля схватом манипулятора. Проанализированы возникающие в древесине максимальные напряжения изгиба и кручения.