轮式滑移转向车辆动态功率流分析与试验研究

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1、作者姓名任峰论文分类号TH137.1保密级别公开研究生学号2012411023学位类别工学博士授予学位单位吉林大学培养单位（院、所、专业名称机械电子工程机械科学与工程学院中心）流体传动2012年9月研究方向学习时间与电液控制至2015年6月论文中文题目轮式滑移转向车辆动态功率流分析与试验研究AnalysisandExperimentalResearchontheDynamic论文英文题目PowerFlowofWheeledSkidSteeringVehicle轮式滑移转向动态功率流地面力学多物理场耦合分关键词(3-8个)析负载特性姓名曾平职称教授导师

2、情况学历学位博士工作单位吉林大学论文提交日期2015年6月8日答辩日期2015年06月06日是否基金基金类别否资助项目及编号如已经出版，请填写以下内容出版地（城市出版者（机构）名称名、省名）出版日期出版者地址（包括邮编）摘要轮式滑移转向车辆是指依靠车辆两侧轮胎速度差进行转向的车辆。由于轮式滑移转向车辆具有结构简单、响应快速、高灵活性、高鲁棒性等特点，被广泛应用于军事、农业、科技、星球探测、野外科考等领域。目前已由最初的月球车、侦查机器人、巡逻机器人等领域，过渡到了全地形车、越野工程车等领域。然而，目前研究轮式滑移转向越野工程车辆的研究成果较少。随着轮

3、式滑移转向越野工程车应用越来越广，对轮式滑移转向越野工程车辆的研究具有重要的理论价值和应用前景。论文针对目前关于轮式滑移转向越野工程车辆研究较少的现状。在国内某大型机械集团公司的资助下，本文以轮式滑移转向车辆动态功率流为主要研究内容，对相关关键技术进行深入的研究。本文建立了轮式滑移转向车辆的功率流理论模型。推导了车辆的行走系统、工作系统、补油系统的功率特性。从理论上分析了轮式滑移转向车辆整机的力学特性、速度特性、功率特性。由于当车辆高速运动时，会产生离心力，使车辆产生滑移，为此也建立了车辆在高速转向时的功率模型。研究了轮式滑移转向车辆在转向过程中的轮

4、地相互作用，基于地面力学理论，建立了轮式滑移转向车辆动力学理论模型。改变了目前分析轮式滑移转向车辆照搬履带车辆行驶理论的现状，为分析轮式滑移转向车辆性能提供了理论依据。利用该理论可以定性的对轮式滑移转向车辆性能进行分析与预测。试验是车辆性能研究的基础，在对轮式滑移转向车辆分析的基础上进行试验设计。利用试验定量的分析了车辆的整机的功率特性。针对单边转向、双边转向、直线行驶、联合铲装四个工况，从各子系统的压力、流量、功率、功率占比四个角度进行分析。利用AMESim、Motion软件平台建立了轮式滑移转向车辆的多物理场耦合分析模型，特别是将车辆轮胎动力学理

5、论，引入到工程车辆。通过仿真模型对车辆的单边转向、双边转向、直线行驶三个工况进行仿真分析。通过与试验测试结果的对比可知，该模型准确可靠。由于液压管路对车辆系统的动态特性有较大影响，故对车辆的某些典型管路进行仿真分析，并通过试验测试进行了验证。该多物理场耦合分析模型，为设计人员提供一种轮式滑移转向车辆高效的设计工具。I根据理论分析可知，影响车辆动态性能的因素有很多，其中车辆的轴距、重心、轮距影响尤为重要。利用多物理场耦合模型对影响轮式滑移转向车辆的关键因子进行分析。分别改变车辆的重心位置、轮距与轴距大小，对车辆进行动力学分析。得到改变车辆几何参数后，系

6、统的运动学特性、负载特性、功率特性。并通过功率分布曲线分析了各子系统的功率占比。为了进一步验证多物理场耦合分析模型的通用性，本章最后利用该模型对另一款滑移转向车辆进行了仿真分析，并通过试验测试进行了验证。关键词：轮式滑移转向，动态功率流，地面力学，多物理场耦合分析，负载特性IIAbstractWheeledskidsteeringvehiclesteersdependingonthespeeddifferencebetweenbothsidesofthevehicletire.Wheeledskidsteeringvehicleiswidelyuse

7、dinmilitary,agriculture,scienceandtechnology,planetaryexploration,fieldresearch,etcbecauseofsimplestructure,fastresponse,highflexibilityandhighrobustness.Bynowithaspassfromlunarrover,detectingrobotandthepatrolrobottoallterrainvehicle,offroadvehicle.However,theresearchresultsofw

8、heeledskidsteeringoffroadvehiclesislessatpresent.Witht