四橡胶履带轮式车辆转向力学性能分析与试验

橡胶履带轮是一种能够与轮胎整体快速互换,降低接地比压、提升越野机动能力的特殊行走装置。该文以某型四橡胶履带轮式车辆转向系统为研究对象,首先通过建立断开式转向梯形机构数学模型,得到内轮、外轮转角与油缸位移关系,以及转角特性曲线;通过转向油压测试,得到两轮和四轮转向时转向油缸输出最大转向驱动力及其随左前轮转向角变化曲线。然后对履带轮在混凝土地面上转向受力分析,建立最大平均转向阻力矩数学模型,得到单轮最大平均转向阻力矩。最后提出了基于转向杆件应力应变测试分析转向阻力矩的方法,得到履带轮在混凝土地面2轮和4轮原地转向时转向阻力矩随转角变化的规律,对比分析最大总转向驱动力矩与总转向阻力矩,验证了数学模型和该分析方法的正确性。该文的研究也可对四履带轮式车辆转向系统的结构参数设计和履带轮的接地尺寸、接地比压、轮系布置研究提供参考。     

橡胶履带轮静态接地压力测试与建模

为快速有效预测橡胶履带轮接地压力,该文针对橡胶履带轮静态接地压力进行了试验研究和数学建模。首先对不同载荷下橡胶履带轮在坚实地面和松软地面的接地压力进行了测试。结果表明:在履带长度方向上,橡胶履带轮接地压力呈多峰值非均匀分布,同时其峰值呈钟罩型分布,且载荷越大,峰值分布越均匀。根据测试结果提出了一种橡胶履带轮静态接地压力分布数学模型,履带长度方向的接地压力采用二次余弦函数表示,履带宽度方向的接地压力采用线性函数表示。相较于其他模型,该模型采用地面硬度参数表征不同的地面条件,避免了进行土壤承压和剪切试验,提高了模型的实用性。最后,基于该模型对橡胶履带轮转向性能进行了仿真计算和试验验证。结果证明:仿真结果与试验数据最大误差约为4.71%,故该模型能够较好地适用于橡胶履带轮的转向性能分析。该文提出的模型可为橡胶履带轮的结构设计和其他性能研究提供参考。     

橡胶履带轮履带周长建模与试验

橡胶履带轮用于更换轮式车辆的轮胎,以提高其越野性能。为避免脱带和履带过度拉伸,使履带周长与轮系相匹配,提出了一种基于轮系中各轮相对位置变化的橡胶履带周长建模方法。在多种地形条件下,使用多相机视频测量系统对轮系中各轮上标记点进行追踪,利用采集到的标记点坐标重构各轮轴线,并进一步采用该方法重建履带周长。在平整钢板上的试验结果表明,由于履带弯曲刚度不均匀,构建的履带平均周长为3 791.62 mm,标准差为3.51 mm,比履带实际周长3 812 mm略小,且略有波动。根据在多种地形条件下的测量结果构建的履带周长,其标准差与平整钢板上一致,均为3.5 mm左右。平均值在3 787.78~3 794.75 mm之间,基本与平整钢板上的履带平均周长一致。因此,橡胶履带周长建模方法能够在多种地形条件下评估履带周长,为履带轮设计提供依据。