车辆沙地通过性研究中几个关键问题的探讨

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1、维普资讯http://www.cqvip.com汽车l_程AutomotiveEngineering1996(Vol,18)No2960l9车辆沙地通过性研究中几个／A¨一％关键问题的探讨术年7．≮)，／卷S青岛建筑I程学院刘聚德＼。第，一(摘要]本文从车辆沙地通过性的基础研究．提高车辆沙地通过性的途径及研究方法三个方面阐述了该项研究中的几个关键性技术问题和初步研究结果．并提出了一些新设想锏：一一一酱芘孕子差AnInvestigationintoSomeKeyProblemsinStudyingVehiclesTraficabilityonSandLiuJudeAb咖etThispaperpr

2、esentssomekeyProblemsinsludygthetraficabilityofvehiclesonsand，thewaystoimprovethetrafic,abilityaswellasthetheoreticalandexpefir~ntalapproachestotheprobleras．ThemainresultsinvestigationaredescribedandsomeideasareputforwardKeyword~VehicleSandTrafimbilityl前言车辆越野行驶理论研究的最终目的是得出特定土壤条件下具有高通过性的车辆结构方案，用来指导越野

3、车辆设计。到目前为止，已进行了大量的旨在提高车辆松软地面通过性的研究，可分为两个方面，一是为改进车轮性能而进行的关于车轮参数如几何尺寸，形状，气压结构等对通过性的影响方面的研究；二是非轮式特种行走机构如履带、步行机构等的研究设计土壤剪切强度是支配车辆橙软土壤通过性最重要的特性，甚至是决定性的因素。因此，所有有关提高通过性的研究都是出于有效利用车辆行走机构下土壤强度而考虑的，即，尽量增加接地面积，以使在车辆松软地面作业时其单位接地压力不超过其下土壤的承载能力。基于这一思想，便发展了履带车辆。履带的设计思想实际上已经成为橙软地面车辆行走机构设计的基本出发点，已经发展了多种行走机构，如特殊履带(橡胶

4、履带，充气履带等)，特种+国家自然科学基金资助项H。原稿收到日期为1995年2月14日，修改稿收到日期为1995年4月11日维普资讯http://www.cqvip.com104。汽车上程1996年【第18卷J第2期轮胎(宽断面胎、低压胎、拱型胎等)、金属弹性轮机构等。对于农田等地面，要求车辆行走机构不破坏土壤结构及土中植物，于足这一设计思想便成为提高车辆行驶性能的有效措施。对于沙漠，并没有这样的要求，则研究任务为+第一，在沙漠这样流动性极强的松散地俩上，怎样应用履带设计思想来设计适用的沙漠车行走机构；第二，是否还可以找到其他途径来提高车辆的沙地通过性2表层沙力学特性的研究土术工程界有关沙的力

5、学性质已做了大量的理论与试验研究，详见参考文献(1)，但对于车辆工程涉及的地面表层沙却研究甚少。表层沙将沙的所有复杂性质突出地反映出来，如结构松散且不稳定，围压小甚至为零等。尽管如此，由于其力学特性是沙漠车辆通过性研究中重要的基础研究，因此必须进行深人研究，这是第一个关键性问题。三轴车试验研究结果表明“+表层干抄结构松散且不稳定，其内摩擦角<30。，在很少围压时甚至小于20。。孔隙比对沙的力学特性有很大影响，碱小孔隙比可明显增加沙的值即使在很小的围压下，表层沙的剪切过程同样表现出剪胀性，且围压越小剪胀性越明图1所示为剪切过程中沙的体变特性样本抄参数(参(2]中1’抄)：样本抄参数(参[2]中2

6、社)；垃缎t0．5一L’0mmm~占鼬牲缓；O．5～2．0+mm腰牡占40％0．1—0．5mmI昂陵占50

7、1．000孔隙比；0．el5台水量：O言木量：O．，二：=；兰=；三一善二一一美r甾誊：一一一黼垃兰2o40轴向应变t％轴向虚变☆‘％)(b)幽I『a)细沙的怍业特性(b)粗沙的体变特性表层松散沙的强度机理与土力学中关于粒状土的强度机理”并不完全一致，剪胀性仍然起着重要作用。各向等压压缩试验曲线(觅图2)可用来定量描述表层抄的压缩性。由图知，该沙的压缩指数C≈0．01，膨胀指数C《l，表明其压缩性很小。从上述变形

8、特性研究结果可知，表层沙在剪切过程中体积先压缩后膨胀体变绝对值不超过4％，因而在载荷作用下的变形主要是流动而不是压缩引起的。基于大量的三轴车试验结果，在测定了表层抄Duncan-Chang双曲线应力应变模型】之后，又建立了适用的新K—G模型(3，4)，经过模型验证比较”与实际应用检验】．其模拟效果是满意的。该新K—G模型表示为：维普资讯http://www.cqvip.com1996年‘第18卷)