При разработке перспективных почвообрабатывающих технологий, проектировании рабочих органов следует отдавать предпочтение рабочим органам с большой степенью свободы [1], исходить от изменчивости удельного сопротивления [2], от продольной твердости почвы [3].
Возникновение сопротивления почвы на рабочих органах академик В.П. Горячкин рассматривал как суммарное воздействие толчков или ударов почвенных частиц. Поэтому меру воздействия рабочих органов на обрабатываемый материал он предложил определять через импульс силы. В работе [4] дано пояснение возникновения динамической компоненты тягового сопротивления стрельчатой лапы в песке. Элементарная площадка рабочей поверхности рабочего органа воспринимает множество элементарных детерминированных импульсов, затухающих, например, по закону e–at. Учитывая статистическую природу характеристик почвы, такой процесс на макроскопическом уровне наблюдается как осредненный процесс с корреляционной функцией R∆Pct(τ) = a2e–2λ|t| и плотностью распределения S (ω) , где a2– средний квадрат амплитуды импульсов; λ – интенсивность импульсов, распределенных в общем случае по элементарным площадкам рабочего органа по закону Пуассона. Экспериментальные исследования изменчивости продольной твердости пахотного слоя после вспашки [5] и фрезерования [6] проведенные в нашей стране и за рубежом [7] показали значительную изменчивость этого параметра почвы. Появилась настоятельная необходимость отразить этот фактор в принципах конструирования почвообрабатывающих рабочих органов [8].
Колебания рабочей поверхности вносят изменения в естественный процесс релаксации напряжений. В зависимости от параметров они могут способствовать или препятствовать процессу разрушения. Тяговое сопротивление при вынужденных колебаниях орудия, его рабочих органов может убывать или возрастать по сравнению с тяговым сопротивлением без вибраций. Это происходит потому, что на распределение значений величин, характеризующих предельные напряжения в почве, существенно влияют поперечное сечение пласта, скорость колебания рабочего органа [9], рамы орудия, а также волновые процессы, возникающие при этом в почве [10].
При вибрировании рабочего органа происходит перераспределение диссипативных сил. Скорость частиц обрабатываемого материала относительно рабочей поверхности при вибрации может возрастать или уменьшаться, соответственно, наблюдается снижение или возрастание коэффициента трения и степени прилипания почвы к рабочему органу. Имеет место разрыхление или дополнительное уплотнение обрабатываемого материала.
