机械设计与制造外文翻译文献综述

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1、多体动力软件RecurDyn分析轮式拖拉机soil-tire模型的仿真摘要：用多体动力学软件Recurdyn建立轮式拖拉机的仿真分析，建立了包含4个车轮、前轴、后轴以及车架的简化模型，并给前轴和后轴施加合理的质量。利用RecurDyn的soil-tire模块建立了轮胎与地面的相互作用模型，分别对轮式拖拉机在上20°坡、上44°极限坡、下20°坡和下34°极限坡等情况下的轮胎位移和受力进行了仿真分析，同时比较了拖拉机在两种不同车速情况下的轮胎受力。结果表明，在不同的坡度下行驶时，轮式拖拉机前轮受到的冲击力差别明显，上44°坡时受到的最大冲击力比上20°坡时增加了6

2、7.73%，下34°坡时受到的最大冲击力比下20°坡时减少了8%；在相同的路面条件下，当拖拉机以0.678m/s过圆柱形障碍物时，前轮受到的最大作用力比在车速1.356m/s时减小了16.13%。关键词：拖拉机，模型，轮胎，仿真，RecurDyn1引言现代化的轮式拖拉机有很多优点，如整机结构的先进性、使用的可靠性、转弯的灵活性及作业的适用范围等方面均优于履带式拖拉机。尤其是轮胎对路面破坏作用小这一点，使得轮式拖拉机成为在农业生产中普遍使用的动力机械[1]。由于轮式拖拉机自身以及使用环境的复杂性，传统的研究方法导致研制费用高、周期长。随着地面力学以及多体动力学的发

3、展和完善，为研究轮式拖拉机工作平稳性仿真分析提供了理论与技术支持。当轮式拖拉机的力学模型和振动方程建立之后，就可以研究轮式拖拉机在粗糙的路面上行驶的振动了。不同粗糙度的路面的附着能力对振动的空间频率的影响可以通过一个非线性和随时间变化的模型来模拟和分析。结果表明，当道路的粗糙度增加时，轮胎的附着能力和制动距离增加了。从而可以开发和计算软土路面有效普的形成模型。因此可以研究一个简单的、封闭的驱动刚性车轮的力学系统。在最近几年中，轮式拖拉机的发展趋势是设计一个紧凑的结构，重量轻，操作方便，适用于不同的农具拖拉机。因此研究轮式拖拉机在破路上运行的稳定性及越过障碍的能力

4、显得尤为重要。在这篇文章中，多体动力学软件ReeurDyn的轮胎soil-tire模块研究轮胎模型与软土路面的相互作用。轮式拖拉机在破路的通行能力和越过障碍的能力得以研究。2材料和方法2.1车辆与路面的力学关系为了测量在不同载荷下的土壤的变形，穿透力测试必要的。在这些测试中，轮胎和土壤之间的相互作用是模拟使用渗透到土壤中的薄板，并且压力一下沉关系可以是计算出来的。对于均质土壤，压力一下沉关系方程为：（1）注释：b=薄板宽度，单位mp=平均接触压强，kPa=土壤下沉刚度系数，kPal=土壤下沉刚度系数,kPalZ=下沉深度，mn=土壤特性相关的常数,没有单位方程（

5、1）适用于连续加载过程，对于无载和周期载荷，计算方程式如下：（2）注释：=开始加载前垂直平均接触压力，kPa=开始加载前的下沉深度，m和=土壤的特征参数图1.压力一下沉曲线在土壤上加载的压力一下沉曲线，卸载和重新加载循环过程中所示图1.线段AB显示的连续加载的过程。当达到最大下沉深度时，卸载过程开始。线段BC显示了卸载过程。当土壤的压力达到零，残余下沉深度达到Za时，土壤的弹性变形仍然存在。线段BC也表示重新加载过程。当到达下沉深度时，新的下沉深度将会沿着线段AB变化。2.2轮胎力学模型拖拉机在行驶过程中，所有地面作用力都是通过轮胎作用在拖拉机上的，拖拉机轮胎的

6、机械特性对拖拉机操纵稳定性有着非常重要的影响[812]。常用于动力学仿真计算的轮胎模型有多种[13一14]。soil-tire模型能使车辆运动在平地上与不均匀的松软土地面上相似。在松软的地面比坚硬的地面是更复杂的，所以接触面积的定义对仿真分析的影响是非常重要的。接触面积是从力平衡的角度，考虑到轮胎变形和下沉得到的，同时考虑土体变形的阻力和轮胎负荷。因此，在这个研究中可以采用soil-tire模型。用soil-tire模型分析车轮动力学得到的对车轮的复合是可以采用的。轮胎变形的压力是在低速，静态时测量的，它是BEKKER理论的基础。然而，当空载行驶时，土壤压力不是

7、静态而是动态的。为了考虑这些动力因素在计算中的影响，动力参数必须以土壤对车辆的力为特征，这些参数必须用一下方程确定。动压力的关系方程式为：（3）轮式拖拉机基于RecurDyn软土的模拟分析注释：为压力下沉参数。为压力下沉参数。在BEKKER理论下刚性车轮方程中(4)注释：b为轮胎宽度，m。为车轮载荷，N、D为轮胎直径，m、为车轮与地面的接触角。可以用动力学方程标示，所以轮胎负荷和下沉深度之间的关系可以表示如下：（5）其中：2.3拖拉机仿真模型的建立仿真过程中的拖拉机前后四个轮子在相同的土壤条件下行驶，轮胎具有相同的地面激励，因此本文假设拖拉机左右轮辙路面谱是相同

8、的。应用RecurDyn