基于离散元的履带板旋转挤压水田土壤过程分析

细化研究土壤微观力学有助于优化履带板结构参数,提高履带式拖拉机的牵引力。基于离散元模型分析了履带板和土壤相互作用产生推进力的初始阶段,即履带板旋转挤压土壤时土壤各深度层的滑移现象和履带板受到的土壤反作用力（推进力）,基于虚拟试验标定法确定了泥浆的物理特性参数,设置了仿真模拟的边界条件,得到了不同履带板结构和切土速度影响水田土壤滑移现象和履带板受力的变化曲线和影响规律。仿真结果有助于优化水田土壤条件下的履带板结构和尺寸、行驶速度等因素,为提高水田拖拉机通过性能提供技术支持。     

履带板-土壤三维模型最大牵引力特性研究

履带车辆牵引元素中最基本的单元履带板是影响履带车辆牵引性能的最基本元素。主要是通过研究贝克提出来的间隔式履带模型-土壤相互作用模型进行三维建模,并通过合理的评估确定三维模型。经过初步预算建立间隔式履带板牵引数学模型。再通过考虑履带板参数、土壤参数、侧壁效应等对三维模型的影响获得间隔式履带-土壤模型最大牵引力模型。     

螺旋滚筒在粘土上推进力的研究

对粘性土壤进行了粘弹塑性分析和加载试验,建立了粘土的力学模型.编制出了螺旋滚筒在粘土上推进力的计算程序,在试验室条件下对螺旋滚筒产生的推进力进行了实测,计算值与实测值对照,两者比较一致.     

配半浮式履带销的球墨铸铁履带板

本文介绍了厂、院、所共同协作,对郧阳-20履带拖拉机履带板的结构及球铁的铸造、热处理工艺进行的探索,经过两轮改进、试制和试验,初步研制成功配半浮式履带销的等温淬火球墨铸铁履带板,并于1977年5月通过省级鉴定。 试验证明,这种履带板具有简化工艺,降低成本,磨损均匀和耐磨性好等优点,适应中小工厂生产,易于形成批量生产能力。     

拖拉机铸造履带板磨料磨损特性的研究

本文在试验基础上比较了几种拖拉机铸造履带板材料的磨料磨损特性,对几种拖拉机履带板材料进行实验室和田间磨损试验的结果表明:含碳量较高(约0.35％)及含硫量较低(约0.02％)的31Mn2Si铸钢的耐磨性较好,增加淬火及回火温度对耐磨性不利。Mn7也是一种合适的履带板材料且特别适用于在水田中工作。这两种材料都可考虑作为常用的高锰钢履带板的代用材料。 田间试验表明:拖拉机工作的土壤类型和条件不同,履带板会在不同部位“优先磨损”。微观分析指出:履带板表面的磨损是多种类型磨损机理的综合结果。在水田中使用的履带板磨损表面除了经受磨料颗粒压入并磨损以外还要经受腐蚀的作用。这种腐蚀明显地加速了磨损过程。     

履带板结构参数对牵引力影响试验研究

履带式作业装备在复杂环境下发挥越来越重要的作用,其履带行走机构通过与接触地面相互作用而获得驱动力,因此履带板结构的合理性直接影响到履带车的牵引性能。为了进一步优化履带作业车的行走机构,在实验室土槽中对模拟履带板进行牵引试验,按照常用刚性履带的履带板结构制作试验用履带板模型,通过改变履带板的结构参数,获得不同参数下牵引性能的变化规律,为优化履带板和提升履带作业车的整体牵引性能提供试验依据。     

插入水田土壤中垂直平板向前运动的流变力学研究

插入水田土壤中的垂直平板水平向前运动,使土壤在纵向发生变形,并受到一定的土壤压力,这表现了水田土壤的纵向力学特性,这一特性具有流变性质。本文论述这一流变特性,同时应用该流变特性研究类履带行走机构的推进力与推土阻力。过去关于水田土壤流变学研究大多集中于压板的沉陷试验。本论文用流变学的方法研究水田土壤纵向力学性质。     

土壤静止侧压力系数引入合理性研究

土壤静止侧压力系数是指土体在侧向不允许变形条件下固结后的侧向有效应力与垂直有效应力之比。以现有的考虑履刺效应的普通履带与土壤相互作用模型和引入土壤静止侧压系数的模型对比,探求土壤静止侧压力系数引入的合理性,为间隔式履带板与土壤相互作用三维模型的建立做理论支撑。     

挖掘机行走履带建模及模态分析

【目的】行走履带在液压挖掘机挖掘作业过程中容易发生冲击振动、疲劳裂纹及腐蚀失效等常见故障,研究基于UG/ANSYS的液压挖掘机行走履带结构建模及模态分析至关重要。【方法】笔者以22t型液压挖掘机行走履带为研究对象,对液压挖掘机的行走履带进行了载荷计算及失效机理分析,借助UG软件对行走履带进行简化建模并装配,运用ANSYS Workbench软件对行走履带简化三维模型进行了模态分析,并确定了行走履带各零部件的振动特性。【结果】行走履带1阶频率为6.041 Hz,左侧履带板最大变形量为49.049 mm,向上产生扭转变形;行走履带2阶频率为6.144 Hz,右侧履带板最大变形量为49.586 mm,向上产生扭转变形。【结论】模态分析可为有效预防行走履带产生谐振及提高行走稳定性提供理论支持,同时为后续多阶模态分析及结构改进提供实用参考。     

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。     

履带车辆牵引特性的仿真与验证

履带车辆的地面牵引特性是反映车辆行驶性能的重要指标之一。通过实车试验对某履带式车辆在不同路面上进行测试,获得地面牵引力与滑转率的一一对应的关系,并通过建立履带车辆的多刚体动力学模型和指定土壤的路面模型,对该车辆模型进行了虚拟试验测试,所得到的车辆地面牵引力与滑转率的对应关系与实车试验结果有较好的一致性,研究结果表明,文中所采用的方法可以用来估计车辆的地面牵引特性。     

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。     

波纹形非光滑推土板减粘降阻的简化力学模型

针对粘性土壤提出了一个简化力学模型,数值模拟了具有一定粘性的土壤与波纹型推土板之间的作用力。数值计算结果显示,在通常的力学条件下波纹板与土壤的接触面积小于相应的平板面积,可以达到减粘降阻的目的。计算了波纹板表面的压力分布,并指出在土壤与农机具粘附系统中波纹形表面摩擦力最大的位置。     

履带拖拉机软土地行走动力学仿真

采用多体动力学仿真软件RecurDyn的履带车辆子系统Track(LM)建立履带拖拉机多体动力学模型,并进行仿真分析,着重对履带拖拉机在粘土和重粘土两种软性路面运行过程中履带板间及支重轮受力情况进行比较分析,提出了延长履带寿命的措施,为履带拖拉机的研制和使用提供参考.     

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。     

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。     

载荷条件及流变参量对水田履带式行走装置下陷量的影响

本文根据我国南方水田土壤的通用流变模型和状态方程,讨论了下列因素对履带式行走装置在水田内行走时的下陷量的影响:(1)形状系数与履带板长宽比,(2)履带接地面积与按地长度、接地长宽比,(3)接地压力,(4)水田土壤流变参量。     

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。     

高射程履带喷雾车偏驶仿真与试验

为提高高射程履带喷雾车直线行驶效率,针对其行驶跑偏现象,利用RecurDyn/Track软件建立车辆动力学模型,研究车辆在直线行驶过程中当速度为2.46、4.03和7.98km·h-1,路面类型为刚性路面、粘土及重粘土软路面,履带预张紧力为2.5、5和7.5kN时对跑偏量的影响,并进行试验。结果发现:速度大小对跑偏量没有明显影响,车辆跑偏量会随着土壤内聚变形模量和摩擦变形模量值的增大而增加,履带预张紧力大小与跑偏量成反比;为减小跑偏量,降低车辆零部件的磨损,增加车辆行驶的平稳性,高射程履带喷雾车的最佳履带预张紧力为5kN。     

考虑土与板间摩擦力的两拼式U形复合衬砌渠道冻胀破坏力学模型

针对宁夏引黄灌区混凝土衬砌渠道冻胀破坏严重的现状,以小U形渠道为研究对象,建立了考虑摩擦力的两拼式U形复合衬砌渠道冻胀破坏力学模型,探讨土工膜混凝土复合衬砌体与渠基土之间的摩擦力对渠道衬砌板内力分布以及渠道抗冻胀的影响,并通过算例进行了对比验证。与刚性混凝土衬砌渠道相比,加入土工膜后,复合衬砌体产生了允许范围内的冻胀位移量,削弱了冻土对衬砌板的切向约束力,改善了衬砌体的受力状态,使冻胀量分布更加均匀,渠道冻胀力、冻结力减小,抗拉强度提高,抗冻胀能力有所增强。