双轴运输车驱动轮外挂履带装置试验研究

论文摘要

通用轮式车辆在松软地面上通过性能往往不能满足使用要求。提高军用通用轮式车辆在松软地面通过能力对提高部队保障能力具有重要作用。本文以总后军交部“轮式车辆外挂履带技术研究”科研项目为工程背景,设计了轮式车辆驱动轮外挂履带装置,对外挂履带装置沉陷量和驱动力进行了研究。从提高轮式车辆松软地面通过性入手,设计了轮式车辆驱动轮外挂履带装置,并对其进行了校核。为便于外挂履带装置的搬运和组装,设计中采用了模块化设计思想,设计了专用安装工具和快速联接装置。由于加装外挂履带装置驱动轮的转向具有履带转向的特点,通过设计导向拨盘实现了外挂履带装置的顺利转向。Bekker提出的压力—沉陷关系式,未考虑重复通过性问题。对于双轴运输车,外挂履带装置要在前轮形成的车辙上行驶。文中对前轮车辙的形成机理和特点进行了分析。Bekker提出的压力—沉陷关系式不能直接用于计算外挂履带装置的沉陷量。根据加载方案所测外挂履带装置沉陷量数据,运用数据拟合的方法,修正了Bekker提出的压力—沉陷关系式,并通过试验数据验证了该修正关系式的正确性。根据外挂履带装置驱动特点,提出了复合滑转率的概念,推导出了滑转率较小时外挂履带装置复合滑转率与驱动力之间的计算公式。按照加载方案,得到了外挂履带装置驱动力—滑转率试验数据。通过对试验数据的分析,发现外挂履带装置的驱动力几乎不受车辆前轮载荷的影响,计算外挂履带装置驱动力时可以不考虑前轮形成车辙的影响。依据试验数据,同样运用数据拟合的方法,修正了Bekker提出的履带驱动力—滑转率关系式,并通过试验数据验证了该修正关系式的正确性。在土路上的挂钩牵引力测试结果表明,随着滑转率的增大,安装外挂履带装置的被试车辆的挂钩牵引力明显大于未安装外挂履带装置的被试车辆。通过性对比试验结果表明,安装外挂履带装置的被试车辆松软地面通过性能明显优于未安装外挂履带装置的被试车辆。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 课题研究的意义
• 1.3 国内外研究综述
• 1.3.1 车辆地面力学的发展历程
• 1.3.2 车辆地面力学的研究方法
• 1.3.3 特种、专用轮胎技术
• 1.3.4 轮胎中央充放气系统
• 1.3.5 轮式车辆改装技术
• 1.4 本文的主要研究内容
• 第二章 外挂履带装置结构设计
• 2.1 后轮双胎结构分析
• 2.2 外挂履带总体结构
• 2.3 支撑装置结构设计
• 2.4 转向装置设计
• 2.5 履带结构设计
• 2.6 外挂履带安装
• 2.7 外挂履带装置校核
• 2.7.1 建立有限元模型
• 2.7.2 接触和边界条件的处理
• 2.7.3 外载荷的处理
• 2.7.4 有限元求解及结果分析
• 2.8 本章小结
• 第三章 外挂履带装置的沉陷
• 3.1 引言
• 3.2 Bekker 刚性车轮沉陷量和履带沉陷量力学模型
• 3.2.1 刚性车轮的沉陷
• 3.2.2 履带的沉陷
• 3.3 前轮行驶过后车辙的形成
• 3.3.1 车辙形状分析
• 3.3.2 车辙侧坡坡角计算
• 3.4 外挂履带沉陷量计算公式试验研究
• 3.4.1 土壤承压参数测定
• 3.4.2 加载方案
• 3.4.3 不同前轮载荷情况下外挂履带装置沉陷量测试
• 3.4.4 数据分析
• 3.5 本章小结
• 第四章 外挂履带装置滑转率与驱动力
• 4.1 引言
• 4.2 履带—地面相互作用地面力学基础
• 4.3 硬路面上轮胎驱动力与纵向滑转率之间关系
• 4.4 外挂履带装置复合滑转率和驱动力理论分析
• 4.5 外挂履带装置驱动力计算公式试验研究
• 4.5.1 土壤剪切参数测定
• 4.5.2 外挂履带装置驱动力测定
• 4.5.3 数据分析
• 4.6 本章小结
• 第五章 对比试验研究
• 5.1 引言
• 5.2 土路牵引试验
• 5.2.1 试验设备
• 5.2.2 试验情况
• 5.3 沙地通过试验
• 5.4 本章小结
• 第六章 全文总结
• 参考文献
• 发表论文和参加科研情况说明
• 致谢