Trycket i ett hjuls anliggningsyta mot marken
Det är svårt att mäta det verkliga marktrycket under ett hjul, som rullar fram på ett fält, och därför ä r det ont om tillförlitliga mätresultat. De marktrycksdata som anges har i regel erhållits genom att man dividerat belastningen på hjulet med storleken p å anliggningsytan. Inte heller anliggningsytans storlek kan emellertid mätas särskilt noggrannt under ett rullande hjul, och oftast måste man därf ör nöja sig med att uppskatta storleken. Därvid kan man utgå från en mätning av anliggningsytans storlek, när maskinen står stilla, antingen på det aktuella fältet eller på ett hårt underlag, och göra antaganden om hur ytan förändras, när hjulet rör sig. När
Enligt teoretiska överväganden är överensstämmelsen mellan ringtryck och marktryck bäst, om däcket är mycket mjukt och marken hård. Mätningar som gjorts när man kört på relativt hård åkermark med en lantbruksmaskin med traditionella hjul med avsedd belastning och avsett ringtryck visar, att marktrycket då vanligen är något högre än ringtrycket, eftersom däcksstommen har en viss styvhet. Om däcket är styvt (tjockv äggigt eller med kraftiga ribbor) och hårt belastat och marken är hård, kan marktrycket bli betydligt högre än ringtrycket. Är marken å andra sidan mjuk, så begränsas marktrycket av markens bärighet genom att hjulet sjunker så att ett spår bildas. Därigenom ökar anliggningsytan
I denna bok används termen tryck för att karakterisera intensiteten av de påkänningar som maskinerna utsätter marken för, såväl i själva markytan som under denna. Detta görs fö r att språkbruket skall bli enkelt och ansluta till det man vanligen använder i praktiska sammanhang. I sträng fysikalisk mening är detta dock inte korrekt. Termen tryck skall egentligen reserveras för användning i gaser och vätskor, eftersom den är en s.k. skalär storhet, vilket innebär att den är oberoende av riktningen.
De mekaniska påkänningar som verkar i marken är däremot olika i olika riktningar (de är s.k. vektorer) och skall egentligen inte kallas tryck utan spänningar. Man skiljer på normalspänningar och skjuvspänningar. Normalspänning är en spänning, som verkar vinkelrätt mot den yta där den mäts. Om ett visst värde överskrids, så packas jorden. Skjuvspänning är en spänning som verkar i ytans plan och om den uppnår ett värde lika med jordens skjuvhållfasthet, så åstadkommer den en förskjutning (skjuvning) längs ytan. Vid en och samma normalspänning ökar ofta packningen om jorden samtidigt utsätts för skjuvspänning.
En fullständig karakteristik av de spänningar som ett belastat hjul åstadkommer i en punkt i marken kräver att man mäter tre s.k. normalspänningar och tre skjuvspänningar. Mätningarna skall göras i tre mot varandra vinkelräta plan. För enkelhets skull nöjer man sig emellertid ofta med att mäta de två mest betydelsefulla komponenterna i spänningsfältet under ett belastat hjul. Den ena komponenten är den vertikala normalspänningen, ofta rätt och slätt benämnd marktrycket (när man tänker på själva anliggningsytan) eller trycktillskottet (när man t änker på en djupare liggande nivå). Den andra är den skjuvspänning, som förorsakas av att hjulet producerar dragkraft eller slirar och som fortplantas ett stycke ner i marken. Jordens maximala motstånd mot skjuvningen, skjuvhållfastheten, Jmax, ökar med normalspänningen enligt formeln
Jmax = c + F tan N,
där c kallas jordens kohesion, F är normalspänningen och tan N är en faktor karakteristisk för det aktuella tillståndet i den enskilda jorden och kallas jordens inre friktionsvinkel. Av denna formel framgår bl.a. att en traktors dragkraft ökar n är belastningen på drivhjulen ökar.och marktrycket avtar. Samtidigt packas i regel marken under spåret och bärförmågan ökar. När det minskade marktrycket överensstämmer med den ökade
bärförmågan i marken under spåret, upphör hjulet att sjunka. Ibland är marktrycket då lägre än ringtrycket. I mycket mjuk mark kommer ett styvt gummihjul att uppföra sig nästan som ett stelt hjul.
Endast ett fåtal mätningar har gjorts av tryckets fördelning i olika hjuls anliggningsytor mot marken. Dessa visar emellertid att tryckfördelningen ofta är mycket ojämn. Packningen i de övre marklagren kan då bli kraftigare än vid en jämn tryckfördelning. Däcksstommens styvhet och däcksmönstret betyder mycket för tryckfördelningen. Kör man på hård mark med ett styvt däck, så koncentreras trycket i anliggningsytans mitt, där det kan vara dubbelt så högt som medeltrycket. Är däcket däremot mjukt, så blir trycket högst vid kontaktytans ytterkanter och kan där vara mycket högre än medeltrycket. Om marken är mjuk och hjulet börjar sjunka, koncentrerats trycket återigen i kontaktytans mitt. Har däcket kraftiga ribbor blir trycket naturligtvis betydligt högre under än mellan dessa.
bärförmågan i marken under spåret, upphör hjulet att sjunka. Ibland är marktrycket då lägre än ringtrycket. I mycket mjuk mark kommer ett styvt gummihjul att uppföra sig nästan som ett stelt hjul.
Endast ett fåtal mätningar har gjorts av tryckets fördelning i olika hjuls anliggningsytor mot marken. Dessa visar emellertid att tryckfördelningen ofta är mycket ojämn. Packningen i de övre marklagren kan då bli kraftigare än vid en jämn tryckfördelning. Däcksstommens styvhet och däcksmönstret betyder mycket för tryckfördelningen. Kör man på hård mark med ett styvt däck, så koncentreras trycket i anliggningsytans mitt, där det kan vara dubbelt så högt som medeltrycket. Är däcket däremot mjukt, så blir trycket högst vid kontaktytans ytterkanter och kan där vara mycket högre än medeltrycket. Om marken är mjuk och hjulet börjar sjunka, koncentrerats trycket återigen i kontaktytans mitt. Har däcket kraftiga ribbor blir trycket naturligtvis betydligt högre under än mellan dessa.
