大履刺履带沉陷性能预测方法研究

地面力学是研究车辆与地面相互作用的边缘学科,履带-地面相互作用是其中较为重要的一个分支。经过对地面力学的研究与总结,发现履带车辆在松软土壤上行驶时,应该采用大履刺履带行走机构,但目前学者们往往忽视了履刺的作用,对履带沉陷性能的研究工作较少。据此提出两种方法:基于贝克理论,应用力学平衡方法,提出松软土壤条件下大履刺履带压力-沉陷的关系式,采用赋值法解决变形系数为非整数时沉陷量的预测问题;基于PFC2D软件,探讨利用离散元法分析大履刺履带沉陷性能的可行性。可为大履刺履带车辆沉陷性能和履带结构参数优化提供理论依据及仿真手段。     

履刺在干沙区作业时的效能分析

履带车辆在沙漠地区,土壤的含水量低、粘土成分少的作业环境下,单、高履刺的作用不一定能够得到有效的发挥。本文应用土壤力学的基本理论,分析了履带车辆在干沙性土壤地区使用时,履刺对承载能力、附着能力的影响。分析结果表明,在沙漠地区工作的履带车辆,履刺的作用是有限的或者说有履刺履带的支承能力还略低于无履刺履带的支承能力。在同时考虑到履刺的扰土作用后,履刺的作用反而会对履带车辆的附着能力产生有害的作用。     

履带地面力学研究综述

车辆地面力学是研究车辆与地面间力学关系的边缘学科,主要涉及车辆、地面及其相互作用的动力学等方面问题的研究.履带车辆因其具有良好的越野机动性能,在军事领域应用较广泛,所以研究履带-地面相互作用对于提高军事战斗能力具有很大帮助.在广泛查阅资料及项目研究的基础上,综述了履带地面力学研究方法的发展现状.同时结合我国的实际情况,...     

干沙性土壤区履带附着能力分析

履刺是保证履带车辆附着性能发挥的措施之一,通过履刺对土壤的剪切作用,能有效地提高履带车辆的附着能力。但在干沙性土壤地区(如中东沙漠地区),“外军”履带车辆的履带板形状却与传统履带板的形状有很大差别。为此,应用土力学基本理论分析了在沙漠土壤条件下履刺的作用。结果表明,在沙漠地区工作的履带车辆,履刺的作用是有限的或与无履刺履带板的作用是基本相同的;同时,考虑到履刺的扰土作用,可以得出履刺的作用反而是得不偿失的。     

研究履带拖拉机牵引性能的一种简便方法——线段叠加法

土壤-车辆系统力学的一个重要内容是研究车辆的牵引性能,并计算出其牵引力。现在对履带拖拉机所能发挥牵引力的估计,都用积分办法计算。这有两个问题:其一,履带拖拉机在地面行驶时,履刺把接地段土壤切成很多小段。因此把土壤推力当成在接地段上的连续函数来积分是不合理的;其二,积分公式中用的系数都是由试验曲线取定,即使积分计算方法是科学的,由于系数不准计算结果也只能是粗略近似的。文中作者提出一种新的确定履带拖拉机牵引力的方法,即以单块履带板作基础,用简单的线段叠加法即可确定整条履带的牵引力。此方法避免了繁琐的积分运算,简便易行,较为适用。     

履带车辆松软路面通过性分析

在车辆地面力学的研究中,我们通常采用衡量土壤强度的方法来评估车辆在松软土壤的机动性能。我国主要采用贝克压力——沉陷及摩尔库仑理论来衡量土壤的强度及车辆的通过性。但车辆行驶地域的随机性很大,而且土壤成分的不均匀及土壤的含水量会对预测车辆通过性产生很大障碍,因此对于WES法的研究具有重要的意义。通过对圆锥指数法的研究,建立了判断车辆通过性的标准以及如何利用圆锥指数求得履带车辆挂钩牵引力,为预测车辆的机动性能提供了依据。     

分析履带—地面相互作用的三维模型的建立

由于在履带行走机构作用下土壤的压实通常会伴随着横向扰动并产生位移,所以履带车辆与土壤相互作用中的影响区域是三维空间的,应该从三维的角度分析履带-地面相互作用。根据Mckyes-Ali三维模型,结合贝克和Nobutaka的研究方法,将三维模型应用到履带-地面作用分析中。分析挡板与土壤相互作用过程,并对挡板所受水平阻力进行求解,完成三维模型的建立,将三维模型与对数螺旋线模型进行对比,验证其准确性。三维模型的研究为从三维模型分析履带-地面相互作用提供了理论基础和依据,为仿真软件在履带-地面作用分析中的进一步发展提供模型支持。     

考虑土壤滑转流动的柔性履带应力分布研究

履带-地面相互作用力学研究在履带机构设计、优化、控制与仿真方面具有重要的作用,其中柔性履带应力分布是目前该项研究的难点。本文将地面力学广泛应用的半经验法与土槽实验方法相结合,首先在KARAFIATH构想的基础上分析了履带行进过程中土壤的剪切流动及滑移线分布规律,提出了滑转流动导致的土壤流失量的计算方法,并在引入履带应力分布的研究中,实现了对传统履带-地面应力分布模型的修正和改进。利用履带机构-土壤实验系统进行相关测试,结合实验测量拟合得到履带段各点的下陷量曲线,代入本文模型中计算得到机构各处的正应力与切应力的分布情况。在载荷6 kg,滑动率从0.23增加到0.71时,履带机构竖直方向正应力的计算值与实验测量平均相对误差不超过15%,相关系数不小于0.83。模型可用于柔性履带地面耦合动力学建模与特性分析。     

林地履带式作业车辆软底质行走通过性能研究

基于车辆地面力学理论,构建了特定土壤的承压特性模型和剪切特性模型,并针对湖南省长沙市浏阳市镇头镇油茶林种植区域的特定土壤进行土力学试验,得出土壤沉陷指数n=0.9447、内聚变形模量k_c=210.4047kN/mⁿ⁺¹、摩擦变形模量k_φ=5674.4kN/mⁿ⁺²、内摩擦角φ=19.6488°,黏聚力c=66.26302kPa。同时,采用多体动力学建模与仿真软件RecurDyn建立履带作业车辆模型,进行了直线行驶仿真分析,研究了履带作业车辆行走通过性能。     

谈履带式拖拉机上履刺的作用

履刺是履带拖拉机提高牵引力的一种有效手段。履刺是履带板的一部分。通过螺栓连接,履带板固定于链轨之上。履带板履刺主要是在非硬路面上发挥作用。假设将作业场合分为硬路面地区、粘性土壤地区和干砂性土壤地区进行分析,就能对履刺的作用有一个初步的了解。     

软地面半履带式气垫车的功率分析

在分析了半履带式气垫车垂向受力和行驶阻力的基础上,得出了功率消耗和地面土壤参数的关系,求得了风机最佳转速。在不同土壤条件下,控制风机工作在最佳转速,可使半履带式气垫车功率消耗最小。提出了一种在气垫车行驶过程中测算土壤参数近似值的方法,该近似值经修正后可为功率控制提供土壤信息。     

履带板、齿间黏附底质对集矿机附着性能的影响

为优化设计集矿机的机构，分析了行走履带板、齿间黏附稀软底质对集矿机附着性能的影响。该文分析了集矿机的履带板、齿与稀软底质的黏附，通过建立集矿机在稀软底质上的附着力数学模型，理论研究稀软底质的物理力学参数和集矿机结构参数对其附着性能的影响。稀软底质的物理力学特性和履带板、齿材料特性等因素影响了底质的黏附，稀软底质在链环上依次分布沿前进方向逐渐减少，黏附底质使集矿机的附加重量和接地压力约增加25%。集矿机的附着力由内聚作用力、驱动力、摩擦阻力和内摩擦作用力等组成，前二者分别约占附着力的40.6%和33.8%，内摩擦作用力和摩擦阻力可忽略。履齿的有效剪切高度降低，大大降低了集矿机的附着力，集矿机的齿高应设计为15 cm。履带板、齿间黏附底质降低了集矿机的附着性能。     

推拉式气垫运载平台转向运动分析

针对一种新型的仿生步行气垫车－推拉式气垫运载平台，就其特殊形式的行走机构和车辆非连续运动的特点，研究其转向运动规律。采用力学分析和数学分析相结合的方法，得到气垫平台步进转向角α与左右油缸行程差的关系曲线，并应用最小二乘法拟合出输入输出关系方程式。最后，给出了软、硬地面条件下车辆转向运动试验结果及比较分析。     

半履带式气垫车最佳载荷分配比的研究

对半履带式气垫车的动力学性能进行了分析，建立了载荷分配比的数学模型，探讨了驱动履带转率对最佳载荷分配比的影响。计算机仿真和试验结果表明，半履带式气垫车以最佳载荷分配比进行载荷匹配时，丰正常行驶的情况下，可使其总功率消耗相对最小。     

履带板转向运动轨迹分析

利用动,静坐标系来研究接地履带板上任意一点在转向过程中的运动,获得履带板在地面上运动的轨迹方程,用计算机绘出了某大型履带推土机的履带板在转和过程中的运动轨迹,对其与履带式车辆转向阳阻力矩阵关系进行了分析。     

履带车辆转向性能计算机仿真研究概况

履带车辆的转向性能是整车性能的重要评价指标,计算机仿真是研究转向性能的有效手段之一。首先分析了履带车辆转向性能的影响因素,然后从履带与地面的相互运动关系、转向阻力、仿真性能等方面对履带车辆转向性能仿真研究的现状进行综述。在此基础上,提出了履带车辆液压机械差速转向系统参数匹配、转向期间换挡规律、平稳转向性能、性能仿真模型、转向控制理论以及驾驶的遥控化与行驶自主化等履带车辆转向的研究思路。     

软地面半履带气垫车设计原则与分析

提出了采用弹性联接结构设计地面半覆带气垫的设想,其优点在于既可降低车辆的总功率消耗又可改善车辆行驶的平顺性。对载荷匹配与功率消耗关系进行分析后得出,该车辆具有总功率消耗最小点。并在试验条件下对该模型车进行了试验验证。     

基于主动转向技术的汽车制动稳定性控制

以汽车制动稳定性控制原理和相关汽车动力学模型为基础,通过对汽车在两侧路面附着系数相差较大的对开路面的制动状况进行理论分析,提出利用主动转向技术控制汽车紧急制动时的稳定性,并使汽车在制动偏驶后能通过转向控制快速恢复到正确的行驶车道.在理论分析的基础上结合所提出的模糊控制策略和控制方式,设计模糊控制器进行仿真实验,并用实验结果进行了验证,结果表明利用所提出的汽车制动稳定性模糊控制策略,能减少汽车制动时的失稳状况,对于提高汽车的行驶安全性具有一定的作用.     

草莓温室无人化循迹搬运车的设计与试验

温室无人化能较好地解决现有温室培育过程中采摘与搬运主要依靠人力完成,且倒料费时、费力及导轨铺设成本高等问题。以草莓大棚温室培育无人化搬运为试验对象,设计开发了一种应用于草莓无人化管理的自动循迹搬运车。该搬运车利用红外传感器对路面上设定的迹线进行自动检测,通过对路径进行计算与分析,自动校正运行轨迹,实现智能循迹搬运。通过机构创新,设计并制作了可自动倾倒且料斗门能同时开启的倒料机构。试验结果表明:所设计的无人化循迹搬运车在设定传感器离地面距离d=2cm、直线段运行速度υ≤1.2 m/s时,能快速稳定地跟踪黑线前进;在转弯处运行速度υ≤1 m/s时,跟踪准确运行平稳;当两条迹线垂直时,搬运车能在垂直转弯处跟踪准确且运行平稳,搬运车整体性能稳定且转速在一定范围内对循迹的影响较小;当搬运车倒料角度α≥75°时,能保证草莓被全部被倒出,即倒料最小倾斜角αmin为75°。温室无人化循迹搬运车的设计为解决水果的无人化管理提供了参考。