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《车辆地面力学土壤动力学建模和应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第45卷第5期兰州大学学报(自然科学版)从)1.45No.52009年10月JournalofLanzhouUniversity(NaturalSeienees)Oet.2009文章编号:0455一2059(2009)05一011005车辆地面力学土壤动力学建模和应用左艳蕊1,宗志坚1,程源l,樊世超2(1.中山大学工学院现代设计技术中心,广州510006;2.北京卫星环境工程研究所,北京100094)摘要:在总结了越野行驶相关土壤物理机械性质的基础上,提出了一种土壤动力学建模方法.仿真与实验结果的对比显示出本模型具有良
2、好的应用价值.关健词:越野行驶;车辆地面力学;土壤物理机械性质;土壤动力学模型中图分类号:U461文献标识码:ADynamiemodelingandaPPlieationof5011forvehieleterrameehaniesZUOYan一几乞,ZONGZh乞一乞an,己刀召刀GYuan,FANSh乞一eha2(1.AdvaneedDesignTeeh:;ologyCenter,CollegeofEngineering,SunYat一SenUniversity,Guangzhou510006,China;2.
3、BeijingInstituteofSpajceeraftEnvironmentEngineering,Beijing100094,China)Abstract:Basedonthesummaryofmeehaniealnatureofthe5011relatedtothevehieleterrameehnies,adynamiemodelingmethodof5011wasProPosed.TheeomParisonbetweensinlulationandexPerimentalresultsProvedthemet
4、hod,5goodaPPlieabilityKeywords:of-roaddriving:vehieleterrameehanies;meehaniealnatureof5011:dynamiemodelof5011车辆地面力学发展至今,形成的主要研究方塑性弱剪切性动力学模型相结合建立土体模型,法和手段有:建立在物理设备基础上的理论研究通过多体动力学接触碰撞理论实现轮一土相互作和实验研究;建立在计算机和计算技术基础上的用仿真.此方法可行与否的关键在于土体模型的仿真研究.其中车辆地面力学数值仿真研究由于建立,本文对此进行
5、了探讨.其具有较严格的理论基础,且通用性强,随着研究1土壤的物理和机械性质内容的逐步深人研究范围的逐渐扩大及实用价值的进一步提高,逐渐发展成为了目前车辆地面Ll土坡物理性质力学的研究热点[l].土壤是由大小不同的土颗粒组成的,土颗粒存在的物理形态对土壤机械性质的影响很大.根从车辆与松软地面相互作用的微观角度分析,据长期研究车辆通过性的实践,通常采用颗粒比其问题实质在于车轮与土壤颗粒之间的大规模接重G,土壤容重拍孔隙比和土壤相对密实度Dr触碰撞.然而基于离散元法所得仿真研究结果冈显等指标来描述土壤的物理特性.示,该方法计
6、算量大计算速度慢,因此难以实现实时仿真,不能满足越野行驶仿真行星探测车在1.2土坡机械性质线控制等工程需要.本文提出了一种新的仿真方L2.1土壤的压缩特性法,该方法应用面三角网格划分技术与土壤粘弹土壤在压力作用下体积缩小的特性称为压缩收稿日期:200孚02一26基金项目:广东省自然科学基金项目(邸00319);广东省科技厅科研项目(Zo7BD8o4D10lJ)作者简介:左艳蕊(1983一),女,山东萃县人,博士研究生,e-mail:zuoyanrul@sina.com,研究方向为机械系统多体动力学越野车辆地面力学仿真.第
7、5期左艳蕊,等:车辆地面力学土壤动力学建模和应用111特性土壤通常呈现为固液气三相体,在诸如其中:二为剪切应力;J为剪切位移;Tma为土壤最车轮滚动这种短暂的加载一卸载过程中,其压缩变大剪切应力;p为土壤垂直载荷;c为土壤粘聚力;形主要是由土壤颗粒间孔隙体积的减小而导致的,沪为土壤内摩擦角;K为土壤剪切模量.因此不同孔隙比土壤的压缩系数不同.2土壤动力学建模L2.2土壤的承压特性2.1土坡离散多体模型土壤在载荷的作用下发生垂直沉陷的特性称根据工程实际需要对仿真速度和仿真效果提为承压特性.土壤沉陷包括弹性沉陷和塑性沉陷出的
8、要求,本文借鉴文献!6∀的建模思想,提出了采两部分,如图1所示,在加载一卸载一重复加载过程用面三角网格将松软土体分割成大规模均匀且紧中,不同荷载状态对应着不同的承压一沉陷曲线,密排列的离散单元体的方法,如图2所示.单元网相应的模型有:格尺寸在110mm区间内取值,每个单元体的面OA:加载AB:卸载单元节点代表由此单元
