Modelltesting av snøplog

Abstract

Sammendrag Motivasjonen for denne oppgaven var at når en plogprodusent ønsket å utvikle en ny plog hadde de ikke annet alternativ enn å lage den nye plogen i fullskala og teste den mot en annen plog i et feltforsøk. Dette er ressurskrevende både i form av tid og kostnader. Målet med oppgaven var å finne ut om utkastprofil og brøytefordeling fra modellplog samsvarer med fullskala feltforsøk. Denne rapporten beskriver hvordan hastighet kan skaleres for å oppnå en tilsvarende (1:10 nedskalert) maks utkastlengde og maks utkasthøyde. Studien tar også for seg hvilken effekt snøtype og høyden på snølaget har på maks utkastlengde, maks utkasthøyde og brøytefordeling. En 1:10 nedskalert modell av en Øveraasen DHS285 plog ble frest ut av aluminium og festet til friksjonsbanen LARS. Modellforsøk ble utført med kunstig produsert nysnø, nedskalert asfalt, og parameterne hastighet, snøhøyde og snøtype ble variert. Det ble utført feltforsøk i fullskala på plog Øveraasen DHS285 ved hastighet 40 km/t. Hastigheten ved modellforsøk med 1 cm høyt snølag som gav utkast som lignet mest på feltforsøk var 3,25 m/s (labsnø) og 3,4 m/s (natursnø). Dette kan forklares ved å nedskalere den kinetiske energien i modellforsøk med faktor 1:10. Studien viser at best samsvar oppnås når tetthet på snø som brukes i modellforsøk og feltforsøk er lik. Labsnø anbefales til modellforsøk da tettheten kan justeres, den kan produseres til enhver tid, og utkast lignet på resultater fra feltforsøk. Under modellforsøkene hadde snølagets høyde mye å si for utkastlengden ved høyere hastigheter. Når snølaget ved modelltesting av labsnø var 0,5 cm ble snøen kastet sentrert og høyt, og det var lite nedfall i plogen. Det konkluderes med at det er mulig å få til en realistisk simulering av snø som kastes ut fra plogbladet. Oppsummert er det i denne oppgaven vist at modellforsøk med et 1 cm lag av labsnø og hastigheten 3,25 gir godt samsvar med feltforsøk hvor laget på natursnø var 10 cm og plogen kjørte med hastigheten 41 km/t. Det er funnet sammenhenger og forskjeller mellom modellforsøk og feltforsøk som viser at mulighetene på laboratoriet er store. Resultatene viser brukbare samsvar mellom modellforsøk og feltforsøk, hvor mange detaljer som fyllingsgrad, nedfall, utkastlengde, utkasthøyde og brøytefordeling kan testes med modellforsøk under kontrollerte forhold. Dermed vil det trolig være gunstig for plogfabrikanter å kunne utføre tester på nedskalerte modeller av snøploger under kontrollerte forhold i laboratorium.

Abstract The motivation for this study was that when a plow manufacturer wanted to develop a new plow, they had no alternative but to make the new plow at full scale and test it against another plow in a field experiment. This is resource consuming both in terms of time and cost. The aim of the study was to find out if there is a similarity in the shape, and the distribution of the snow thrown out by the plow, in the laboratory and field experiments. This report describes how speed can be scaled to achieve a corresponding (1:10 scaled) maximum length and height of snow thrown out of the plow. The study also considers the effect of snow type and height of the snow layer on the maximum length and height of snow thrown out of the plow. A 1:10 scaled-down model of an Overaasen DHS285 plow was milled out of aluminium and attached to the LARS friction track. Model experiments were performed with snow gathered outside (natural snow) and snow produced in laboratory (lab snow), scaled down asphalt, and the parameters speed, snow height and snow type were varied. Full-scale field experiments were conducted on plow Overaasen DHS285 at a speed of 40 km/h. Model experiments with a snow layer of 1 cm had the best correlation between model and field experiments at the speeds 3.25 m / s (lab snow) and 3.4 m / s (natural snow). This can be explained by scaling down the kinetic energy in model experiments by factor 1:10. The study shows that snow with similar density should be used in model experiments and field experiments. Lab snow is recommended for model experiments as the density can be adjusted, it can be produced at any time, and it had best correlation between model and field experiments. During the model experiments, the height of the snow layer had much to say for how the snow was thrown out of the plow at higher speeds. When the snow layer during model testing of lab snow was 0.5 cm, the snow was thrown centred and high, and there was little snow fall in the plow. It is shown that it is possible to achieve a realistic simulation of a snow plow. In this study it is shown that model experiments with lab snow (1 cm) and the speed 3.25 has a good correlation to field experiments, where the layer on natural snow was 10 cm and the plow was driving at a speed of 41 km/h. Connections and differences have been found between model experiments and field experiments that show that the possibilities in the laboratory are large. The results show usable correlations between model experiments and field experiments. Thus, it will probably be beneficial for plow manufacturers to be able to perform tests on scaled-down models of snow plows under controlled conditions in the laboratory.