滑转条件下星球车坡面通过性评估试验

星球车是执行深空探测任务的主要移动平台，针对星球表面崎岖地形地貌，开展滑转条件下星球车坡面沉陷研究，确保其安全通过性能具有重要意义。基于传统地面力学研究方法，以速度和坡度为试验因素，车轮滑转率和沉陷为试验指标，开展滑转条件下的缩比星球车坡面沉陷试验；分析了试验因素对各车轮滑转率影响，以及不同滑转率和速度条件下沉陷变化规律，建立了滑转率关于坡度的一元二次模型。结果表明，模型车前轮和中间轮的滑转率随速度和坡度变化趋势总体趋于一致，与后轮滑转率变化趋势明显不同。坡度为25°时，前轮和中间轮滑转率最大值达到92.3%，后轮相应的最大滑转率为61.8%。试验条件下，各车轮沉陷最大值分别为33.1 mm（前轮）、33.9 mm（中间轮）和13.6 mm（后轮）；当滑转率的范围为25%～60%时，前轮和中间轮沉陷增加的较为平缓，平均增加率为22.5%，对于后轮滑转率超过35%后，沉陷变化较小，波动范围为?1.3～1.8 mm；速度对各车轮沉陷的影响明显较滑转率的小，沉陷的相对变化率范围为?12.5%～10.7%。该研究可为低重力环境下星球车研制、坡面通过性评估提供参考。     

农用车底盘偏置转向轴驱动轮运动与动力特性试验

为研究农用柔性底盘偏置转向轴驱动轮的运动与动力特性,设计了基于偏置转向结构的实验台。该实验台是一种水平转盘式的电动驱动轮性能测试试验台,且转盘的回转轴与偏置转向轴同轴,通过对电动轮及其车叉的试验分析来获取驱动轮的动力与运动参数。利用MATLAB/SIMULINK建立试验台模型并模拟了试验过程;试制了试验台并应用Visual Basic开发了试验台记录软件。在额定转速下进行了不同加载量的性能试验并与模拟结果进行了比较。试验结果表明:加载不同载荷时,电动轮达到稳定转速平均时间稳定为0.667 s;承载载荷500 N时的转向力为77.24 N,且偏置轴转向力与载荷呈线性关系,验证了实验台的可行性及模型的有效性。该研究可为偏置转向轴驱动轮的转向及参数优化提供参考。     

磁力轮式塑料大棚清洗装置的设计与试验

针对塑料大棚清洗困难的问题,设计了一种磁力轮式塑料大棚清洗装置。该装置主要由磁力轮式行走机构和毛刷清洗机构组成,其核心部件分别为磁力轮、行走电机、毛刷和清洗电机。工作时,由行走电机驱动磁力轮靠磁力吸附在大棚钢制骨架上行走,并由清洗电机驱动毛刷进行清洗工作。该装置适用于骨架间距1 m的拱形钢架塑料大棚,对大棚跨度和脊高无特殊要求。试验结果与分析表明,在纯自来水和洗涤液条件下,大棚透光率分别从清洗前最低的50.9%和49.0%提高至清洗后最高的88.4%和88.9%,最佳清洗流量分别为1.0和1.2 L/min;磁力轮行走机构最小驱动力69 N,满足行走要求;清洗装置平均工作效率6.6 m2/min;大棚倾角变化时,透光率整体平均提高46.7%,使用效果良好。该研究解决了塑料大棚清洗难题,延长了大棚使用寿命,增加了大棚维护安全性。     

Technical solutions to reduce the risk of subsoil compaction: effects of dual wheels, tandem wheels and tyre inflation pressure on stress propagation in soil

The use of heavy machinery is increasing in agriculture, which induces increased risks of subsoil compaction. Hence, there is a need for technical solutions that reduce the compaction risk at high total machine loads. Three field experiments were performed in order to study the effects of dual wheels, tandem wheels and tyre inflation pressure on stress propagation in soil. Vertical soil stress was measured at three different depths by installing probes into the soil horizontally from a dug pit. In one experiment, also the stress distribution below the tyre was measured. Beneath the dual wheels, vertical stresses at 0.15 and 0.3 m depth were lower between the two wheels than under the centre of each wheel, despite the gap between the wheels being small (0.1 m). At 0.5 m depth, vertical stress beneath the wheels was the same as between the two wheels. The stress interaction from the two wheels was weak, even in the subsoil. Accordingly, measured stresses at 0.3, 0.5 and 0.7 m depth were highest under the centre of each axle centre line of tandem wheels, and much lower between the axles. For a wheel load of 86 kN, tyre inflation pressure significantly affected stress at 0.3 m depth, but not at greater depths. Stress directly below the tyre, measured at 0.1 m depth, was unevenly distributed, both in driving direction and perpendicular to driving direction, and maximum stress was considerably higher than tyre inflation pressure. Calculations of vertical stress based on Boussinesq's equation for elastic materials agreed well with measurements. A parabolic or linear contact stress distribution (stress declines from the centre to the edge of the contact area) was a better approximation of the contact stress than a uniform stress distribution. The results demonstrate that stress in the soil at different depths is a function of the stress on the surface and the contact area, which in turn are functions of wheel load, wheel arrangement, tyre inflation pressure, contact stress distribution and soil conditions. Soil stress and soil compaction are a function of neither axle load nor total vehicle load. This is of great importance for practical purposes. Reducing wheel load, e.g. by using dual or tandem wheels, also allows tyre inflation pressure to be reduced. This reduces the risk of subsoil compaction.     

秦陵铜车马典型构件分析

从力学、运动学、材料学、工艺学等方面分析探讨了秦陵铜车马典型构件──车轮和轴的性能结构。结果表明，秦代在机械工程方面已发展到较高的水平。     

Study on A New Type of Soft Wheel for High Efficiency Grinding

The paper describes the design of high efficiency soft throw away wheel whose tension of abrasive belt is adjustable.With the airbag internal capsule and continuous spring ring structure,grinding vibration is decreased and machining accuracy is improved.     

基于WTW的电动汽车效率研究

从汽车燃料全生命周期的角度出发,采用原油到车轮（WTW）的研究模式,将燃料的全寿命周期分为两个阶段,WTT为上游阶段,TTW为下游阶段,选定电动汽车和内燃机汽车各阶段生产效率范围,计算出两类车的总效率,并通过美国实验室开发的GREET模型测出两类汽车的WTW效率,将二者进行对比分析,结果表明电动汽车与内燃机汽车的总效率基本相同.针对WTT阶段电动汽车效率较低现象,提出利用可再生能源（风能,太阳能,核电等）可以进一步提高能量利用效率的建议.     

斜插式免耕穴播机设计与试验

该文针对现有免耕播种机存在的机具防堵效果差、种肥深度精准度低、播种均匀性差等问题,设计了一种斜插式免耕穴播机.该机器播种施肥采用45°斜插入土方式,入土器的凸轮推杆开合机构,能够有效防止夹土、粘土、堵塞等问题;入土器的平行四杆仿形机构配合曲柄滑块入土机构,可保证播种深度一致、种肥同步、种肥侧深距离精确度高以及播种均匀性好;45°倾斜角易实现自动覆土功能.另外增设了可调链轮变速机构,充分弥补了现有免耕穴播机株距调整困难问题;改进了原有排种器和排肥器适应性差的缺点,采用多窝眼轮排种器,能够满足不同作物品种的播种需求.该机的工作参数(行距、株距、播深、肥位等)皆为可调,适应性更强.依据设计研制样机并进行玉米播种田间试验,结果表明:播种覆土均匀,播种深度和施肥深度合格率分别为90.52％和91.23％,变异系数分别为5.91％和6.26％,种肥水平距离和垂直间距合格率分别为95.71％和91.65％,变异系数分别为4.64％和8.01％;株距合格率92.13％,重播率4.60％和空穴率3.27％,满足JB/T 10293-2001《单粒(精密)播种机技术条件》中播种合格指数≥80％,重播指数≤15％,漏播指数≤8％的农艺要求.该研究可为精准免耕穴播机的设计提供参考.     

铰链组局部损伤的非充气弹性车轮负荷接地及固有特性

为研究重要承载部件损伤对非充气弹性车轮性能的影响,对单组铰链组断裂前后的车轮进行了性能对比试验.采用拆除单组铰链组的方法模拟断裂损伤失效,基于台架试验对损伤前后车轮的负荷特性、接地压力分布特性及模态试验等进行了对比.结果表明:铰链组断裂损伤对车轮负荷特性的影响表现为径向刚度的下降,且与损伤所在车轮的位置有关.当损伤分别位于水平和竖直位置时,铰链组断裂损伤车轮的平均径向刚度较无损伤车轮的数值分别下降25%和35%;在相同垂向载荷作用下,铰链组断裂损伤对车轮接地压力分布的影响表现为接地印迹长度和接地面积的增大,垂向载荷为7262 N时,损伤车轮的接地印迹长度较无损伤车轮的数值增大15%,接地印迹宽度没有变化,接地面积增大;整体上无损伤车轮的固有频率大于铰链组断裂损伤车轮对应的固有频率,大多数阻尼系数小于含有铰链组断裂损伤车轮对应的阻尼系数,节点的振型幅值大于相应的损伤车轮节点的振型幅值.该研究可为提高非充气弹性车轮的可靠性设计提供参考.     

车辆四轮相关时域随机输入通用模型的研究

在分析单轮时域随机输入模型产生机理基础上,建立了车辆四轮相关随机输入的滤波模型，在模型中根据各向同性假设直接得到了与车辆轮距有关的左右轮相干函数而无需实测相干函数,因此该模型适合各种车辆,通用性好,计算方便.所得路面功率谱与理论功率谱吻合很好,相关性也得到验证.该模型对车辆四轮相关频域随机输入模型也有一定的参考作用.