Development of an Analyzing System for Soil Deformation beneath a Traveling Wheel

A convenient system for analyzing the soil deformation beneath a wheel has been developed in this study. It consists of two subsystems to detect the displacement of soil particles and to calculate strain or strain increment. In order to detect the displacement of soil particles with high accuracy, small and movable markers made of polyester sheet are set on the inside wall (acrylic resin plate) of a soil bin, and a series of their photographs are taken in a traveling experiment of a wheel. The coordinates of markers are read and stored in a data file, strains or these increments are calculated by using the data file, and the distribution patterns of the strains are discussed. The results by two types of detecting devices, i.e., a digitizer and a coordinates detector were compared with each other. The analyzing system was applied to some results of traveling experiments, and it was shown that the system is able to analyze the soil deformation with sufficient accuracy.走行現象の解明や数値解析の検証に活用することをねらいとし, 土の変形現象の解析システムの開発を行った. 小さな円形可動マーカを用い, これを撮影した写真より座標を読み取ることによって, 土粒子の変位検出を行った. さらに, 有限要素法の手法を用いたひずみ解析システムを開発した. 本研究では, 車輪下の変形現象解明の第一段階として, このシステムの適用性を検討し, 次の結果を得た. 1) 節点座標の読み取りにディジタイザと平面位置検出装置を用いた結果を比較し, 小さな変形の分析には後者が優れていることを示した. 2) ワイヤフレーム図によって, 車輪の回転に伴う車輪近傍の土の変形状態とその変化を表現することができた. 3) 主ひずみ分布図によって, すべり率20%と100%のひずみ分布の違い, および, 車輪の回転に伴う分布の変化を表現できた. 4) 等値線図によってもひずみの分布状態をわかりやすく表現でき, すべり率や回転に伴う分布パターンの差を分析できることを示した. このように, 本研究で開発した変形解析システムは, 車輪の沈下量が1mm以下でもあっても十分な精度で車輪走行時の解析が可能で, 走行中の変形の特徴, 変形パターンの経時変化を把握できることが明らかになった. 現在, このシステムを用いて変形解析を系統的に実施し, 変形現象を明らかにするとともに, けん引力などと変形との関係を検討している最中である

走行車輪下の土の変形解析システムの開発

A convenient system for analyzing the soil deformation beneath a wheel has been developed in this study. It consists of two subsystems to detect the displacement of soil particles and to calculate strain or strain increment. In order to detect the displacement of soil particles with high accuracy, small and movable markers made of polyester sheet are set on the inside wall (acrylic resin plate) of a soil bin, and a series of their photographs are taken in a traveling experiment of a wheel. The coordinates of markers are read and stored in a data file, strains or these increments are calculated by using the data file, and the distribution patterns of the strains are discussed. The results by two types of detecting devices, i.e., a digitizer and a coordinates detector were compared with each other. The analyzing system was applied to some results of traveling experiments, and it was shown that the system is able to analyze the soil deformation with sufficient accuracy.走行現象の解明や数値解析の検証に活用することをねらいとし, 土の変形現象の解析システムの開発を行った. 小さな円形可動マーカを用い, これを撮影した写真より座標を読み取ることによって, 土粒子の変位検出を行った. さらに, 有限要素法の手法を用いたひずみ解析システムを開発した. 本研究では, 車輪下の変形現象解明の第一段階として, このシステムの適用性を検討し, 次の結果を得た. 1) 節点座標の読み取りにディジタイザと平面位置検出装置を用いた結果を比較し, 小さな変形の分析には後者が優れていることを示した. 2) ワイヤフレーム図によって, 車輪の回転に伴う車輪近傍の土の変形状態とその変化を表現することができた. 3) 主ひずみ分布図によって, すべり率20%と100%のひずみ分布の違い, および, 車輪の回転に伴う分布の変化を表現できた. 4) 等値線図によってもひずみの分布状態をわかりやすく表現でき, すべり率や回転に伴う分布パターンの差を分析できることを示した. このように, 本研究で開発した変形解析システムは, 車輪の沈下量が1mm以下でもあっても十分な精度で車輪走行時の解析が可能で, 走行中の変形の特徴, 変形パターンの経時変化を把握できることが明らかになった. 現在, このシステムを用いて変形解析を系統的に実施し, 変形現象を明らかにするとともに, けん引力などと変形との関係を検討している最中である