机械弹性车轮结构参数对牵引性能的影响.pdf

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1、第３５卷第１１期哈尔滨工程大学学报Ｖｏｌ．３５№．１１２０１４年１１月ＪｏｕｒｎａｌｏｆＨａｒｂｉｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＮｏｖ．２０１４机械弹性车轮结构参数对牵引性能的影响臧利国，赵又群，李波，陈月乔，李小龙（南京航空航天大学能源与动力学院，江苏南京２１００１６）摘要：为解决充气轮胎在越野路面行驶的防破损问题，提高车辆通过性能，对机械弹性车轮的牵引性能进行了研究。通过对机械弹性车轮特殊承载方式进行分析，建立了考虑车轮滑转和地面切应力的驱动轮牵引性能预测模型，推导了车轮沉陷、土壤推力、挂钩牵引力等计算公式；对机械弹性车轮和

2、普通充气轮胎的牵引性能进行了对比，结果表明与普通轮胎相比机械弹性车轮具有较好的通过性能；研究了机械弹性车轮刚度、半径和宽度对牵引性能的影响规律，为车轮结构设计及整车动力学优化提供了参考。关键词：车辆；机械弹性车轮；地面力学；牵引性能；结构参数doi：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００６-７０４３．２０１３１２０８１网络出版地址：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｃｎｋｉ．ｎｅｔ／ｋｃｍｓ／ｄｏｉ／１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００６-７０４３．２０１３１２０８１．ｈｔｍｌ中图分类号：Ｕ４６３．３文献标志码：Ａ文章编号：１００６-７０４３（２０１４）１

3、１-１４１５-０７InfluenceofmechanicalelasticwheelconfigurationontractionperofrmanceＺＡＮＧＬｉｇｕｏ，ＺＨＡＯＹｏｕｑｕｎ，ＬＩＢｏ，ＣＨＥＮＹｕｅｑｉａｏ，ＬＩＸｉａｏｌｏｎｇ（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＥｎｅｒｇｙａｎｄＰｏｗｅｒＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＮａｎｊｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＡｅｒｏｎａｕｔｉｃｓ＆Ａｓｔｒｏｎａｕｔｉｃ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１００１６，Ｃｈｉｎａ）Abstract：Ｔｈｅｔｒａｃｔｉｏｎｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｍｅｃｈａｎｉｃａｌｅｌａｓｔｉｃｗ

4、ｈｅｅｌｗａｓｒｅｓｅａｒｃｈｅｄｉｎｏｒｄｅｒｔｏｒｅｄｕｃｅｔｈｅｒｉｓｋｏｆｐｎｅｕ-ｍａｔｉｃｔｉｒｅｐｕｎｃｔｕｒｅａｎｄｅｎｈａｎｃｅｔｈｅｖｅｈｉｃｌｅ＇ｓｔｒａｃｔｉｏｎｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｗｈｅｎａｃａｒｉｓｒｕｎｎｉｎｇｏｎｔｈｅｏｆｆ-ｒｏａｄｓｕｒｆａｃｅ．Ｔｈｅｆｏｒｅｃａｓｔｉｎｇｍｏｄｅｌｏｆｔｈｅｄｒｉｖｉｎｇｗｈｅｅｌ＇ｓｔｒａｃｔｉｏｎｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｗａｓｂｕｉｌｔｔａｋｉｎｇｔｈｅｗｈｅｅｌｓｐｉｎａｎｄｓｕｒｆａｃｅｓｈｅａｒ-ｉｎｇｓｔｒｅｓｓｉｎｔｏａｃｃｏｕｎｔ．Ｔｈｅｃａｌｃｕｌａｔｉ

5、ｏｎｆｏｒｍｕｌａｓｏｆｍｅｃｈａｎｉｃａｌｅｌａｓｔｉｃｗｈｅｅｌ＇ｓｓｉｎｋａｇｅ，ｓｏｉｌｔｈｒｕｓｔ，ｄｒａｗｂａｒｐｕｌｌ，ｅｔｃ．ｗｅｒｅｄｅｄｕｃｅｄ．Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｌｌｙ，ｔｈｅｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｉｓｍａｄｅｂｅｔｗｅｅｎｍｅｃｈａｎｉｃａｌｅｌａｓｔｉｃｗｈｅｅｌａｎｄｃｏｍｍｏｎｐｎｅｕｍａｔｉｃｔｉｒｅｉｎｔｈｅａｓｐｅｃｔｏｆｔｒａｃｔｉｏｎｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｉｎｄｉｃａｔｅｄｔｈａｔｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｃａｌｅｌａｓｔｉｃｗｈｅｅｌｈａｓｂｅｔｔｅｒｔｒａｆｉｃ-ａｂｉｌｉｔｙｔｈａｎ

6、ｔｈｅｃｏｍｍｏｎｐｎｅｕｍａｔｉｃｔｉｒｅ．Ｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｌａｗｏｆｍｅｃｈａｎｉｃａｌｅｌａｓｔｉｃｗｈｅｅｌ＇ｓｒｉｇｉｄｉｔｙ，ｒａｄｉｕｓａｎｄｗｉｄｔｈｏｎｔｒａｃｔｉｏｎｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｗａｓｒｅｓｅａｒｃｈｅｄ．Ｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｐｒｏｖｉｄｅｓａｒｅｆｅｒｅｎｃｅｆｏｒｔｈｅｄｅｓｉｇｎｏｆｔｈｅｗｈｅｅｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｗｈｏｌｅｖｅｈｉｃｌｅ．Keywords：ｖｅｈｉｃｌｅｓ；ｍｅｃｈａｎｉｃａｌｅｌａｓｔｉｃｗｈｅｅｌ；ｔｅｒｒａｍｅｃｈａｎｉｃｓ；ｔｒａ

7、ｃｔｉｏｎｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ；ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｐａｒａｍｅｔｅｒｓ［４］通过性是车辆重要的性能，主要取决于地面的模型，考虑了接地面上的切应力和滑转。ＬＩＮ等物理性质、车辆的结构参数等因素。应用地面力学提出一种随机车辆参数和土壤拓扑的车辆牵引性能［５］理论研究车辆通过性主要分为２个方面，一是改进算法。季学武等对等效刚性轮法进行修正，建立车轮性能，二是开发特殊行走机构［１-２］。［６］了考虑载荷作用方式的轮胎沙土作用预测模型。ＢＥＫＫＥＲ基于应力分布模型推导了轮胎土壤由于传统充气轮胎在防刺破、胎压维护等方面压实阻力、推土阻力等公式，并应用

8、于车轮设计、性存在不足，开发特殊行走机构已成为提高车辆通过［３］能评价等方面。ＷＯＮＧ建立的轮胎正应力分布性研究的热点。目前已有多种行走机构见诸报道，［７］［８-１