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四橡胶履带轮式车辆转向力学性能分析与试验 总被引：5，自引：4，他引：1
橡胶履带轮是一种能够与轮胎整体快速互换,降低接地比压、提升越野机动能力的特殊行走装置。该文以某型四橡胶履带轮式车辆转向系统为研究对象,首先通过建立断开式转向梯形机构数学模型,得到内轮、外轮转角与油缸位移关系,以及转角特性曲线;通过转向油压测试,得到两轮和四轮转向时转向油缸输出最大转向驱动力及其随左前轮转向角变化曲线。然后对履带轮在混凝土地面上转向受力分析,建立最大平均转向阻力矩数学模型,得到单轮最大平均转向阻力矩。最后提出了基于转向杆件应力应变测试分析转向阻力矩的方法,得到履带轮在混凝土地面2轮和4轮原地转向时转向阻力矩随转角变化的规律,对比分析最大总转向驱动力矩与总转向阻力矩,验证了数学模型和该分析方法的正确性。该文的研究也可对四履带轮式车辆转向系统的结构参数设计和履带轮的接地尺寸、接地比压、轮系布置研究提供参考。 相似文献
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橡胶履带轮静态接地压力测试与建模 总被引：3，自引：2，他引：1
为快速有效预测橡胶履带轮接地压力,该文针对橡胶履带轮静态接地压力进行了试验研究和数学建模。首先对不同载荷下橡胶履带轮在坚实地面和松软地面的接地压力进行了测试。结果表明:在履带长度方向上,橡胶履带轮接地压力呈多峰值非均匀分布,同时其峰值呈钟罩型分布,且载荷越大,峰值分布越均匀。根据测试结果提出了一种橡胶履带轮静态接地压力分布数学模型,履带长度方向的接地压力采用二次余弦函数表示,履带宽度方向的接地压力采用线性函数表示。相较于其他模型,该模型采用地面硬度参数表征不同的地面条件,避免了进行土壤承压和剪切试验,提高了模型的实用性。最后,基于该模型对橡胶履带轮转向性能进行了仿真计算和试验验证。结果证明:仿真结果与试验数据最大误差约为4.71%,故该模型能够较好地适用于橡胶履带轮的转向性能分析。该文提出的模型可为橡胶履带轮的结构设计和其他性能研究提供参考。 相似文献
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为了更好地分析动力差速转向机构的转向性能,对试验样机在松软土壤上进行了试验,得到了实测载荷比与转速比、打滑率、转向半径、转向系数等影响因素的定量关系。试验结果表明,小半径差速转向时,低速侧履带的滑转程度大于高速侧履带的滑转程度,但载荷比和滑转率的变化关系不明显;大半径转向时,载荷比越大,低速侧履带的滑移越大,高速侧履带的滑转越大。转向时的实测载荷比随着实测转向半径的增加而减小,载荷比和转向系数亦满足理论射线关系。该文通过理论与试验研究为履带车辆差速转向机构的设计和转向性能的改进提供了一定的理论依据。 相似文献
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履带板、齿间黏附底质对集矿机附着性能的影响 总被引：1，自引：1，他引：0
为优化设计集矿机的机构,分析了行走履带板、齿间黏附稀软底质对集矿机附着性能的影响。该文分析了集矿机的履带板、齿与稀软底质的黏附,通过建立集矿机在稀软底质上的附着力数学模型,理论研究稀软底质的物理力学参数和集矿机结构参数对其附着性能的影响。稀软底质的物理力学特性和履带板、齿材料特性等因素影响了底质的黏附,稀软底质在链环上依次分布沿前进方向逐渐减少,黏附底质使集矿机的附加重量和接地压力约增加25%。集矿机的附着力由内聚作用力、驱动力、摩擦阻力和内摩擦作用力等组成,前二者分别约占附着力的40.6%和33.8%,内摩擦作用力和摩擦阻力可忽略。履齿的有效剪切高度降低,大大降低了集矿机的附着力,集矿机的齿高应设计为15 cm。履带板、齿间黏附底质降低了集矿机的附着性能。 相似文献
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履带车辆液压机械差速转向系统参数优化 总被引：2，自引：2，他引：0
液压机械差速转向系统是履带车辆的一种双功率流转向系统,其参数设计属于多参数、多目标、非线性优化问题。该文在对优化参数及评价目标进行理论分析的基础上,建立了包括履带车辆转向动力性、转向灵活性和转向快速性等液压机械差速转向系统参数优化数学模型,根据遗传算法的基本思想,采用层次化划分问题空间方法处理系统参数之间的相互约束和耦合问题,给出了一种基于遗传算法的履带车辆液压机械差速转向系统参数优化方法,结合实例样车设计需要优化出了履带车辆液压机械差速转向系统参数,与已得到实车验证的系统参数偏差最大不超过3.5%,表明所给出的优化方法可满足履带车辆液压机械差速转向系统参数实际工程设计需要。 相似文献
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履带车辆转向时最大驱动力矩的计算 总被引：5，自引：2，他引：3
履带车辆转向时不仅要克服行走阻力,还要克服转向阻力,该文对不考虑车体重心偏移时的转向驱动力矩进行了研究,并在此基础上着重研究了考虑重心偏移时的转向驱动力矩的计算方法,进行了实例计算和比较分析,可知横向偏心距对总的转向阻力矩没有影响,而纵向偏心距对其有影响,且随纵向偏心距的增加转向阻力矩减小;只考虑纵向偏心距,而不考虑横向偏心距时,转向时驱动力矩小于不考虑重心偏移时的驱动力矩;当只考虑横向偏心距,而不考虑纵向偏心距时,转向驱动力矩最大。当履带车辆原地转向,且只存在横向偏心距时靠近偏心一侧的履带的驱动力矩最大。 相似文献
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四摆臂-六履带机器人单侧台阶障碍越障仿真与试验 总被引：1，自引：1，他引：0
为了实现机器人代替人类在农业环境下作业,减轻人类的劳作负担,该文设计了一种四摆臂-六履带机器人(4SA-6TR),机器人采用套筒轴传动形式,其摆臂旋转运动与履带轮旋转运动相互独立,可实现多姿态变化,适应野外复杂地形。为掌握机器人的越障稳定性,建立了4SA-6TR机器人运动学关系矩阵方程,并借助重心定理对机器人运动姿态进行分析,得到机器人在全局坐标系下的重心坐标方程,并利用重心投影法判断机器人越障的稳定性。为实现机器人稳定越障,研究SA-6TR机器人单侧障碍地形的越障机理,建立机器人摆臂旋转角度与机器人横滚角度关系的数学模型;对数学模型进行推导,得到机器人在攀越单侧台阶平稳越障时机器人摆臂旋转角度?与台阶高度H的关系式。通过Soliworks三维设计软件及Adams仿真软件建立4SA-6TR机器人虚拟样机模型及仿真环境,完成单侧双重障碍地形越障仿真试验。通过室内测试试验,完成150 mm高的障碍测试,测试发现机器人的俯仰角度偏差较大,最大偏差2.4?,但最终俯仰角度稳定在0.1?左右;横滚角度偏差较小,最终横滚角度稳定在0.3?左右,达到了机器人平稳越障的控制目的,并验证机了器人摆臂角度控制策略的正确性及可行性。本文推导的单侧障碍越障姿态调整控制方案可为4SA-6TR机器人自主越障提供理论依据。 相似文献
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轮式和履带式车辆行走对农田土壤的压实作用分析 总被引：3，自引：3，他引：0
由履带式行走机构代替轮胎被认为是减缓大型农业车辆对土壤压实的有效手段之一。与轮胎相比,履带具有更大的接地面积,能够有效减小车辆对土壤的平均压力。然而履带与土壤接触面间的应力分布极不均匀,应力主要集中在各承重轮下方,履带减缓土壤压实的能力是目前有待研究的问题。该研究通过在土壤内埋设压力传感器,测试比较了相近载质量的轮胎和履带式车辆作用下,0.15和0.35 m深度土壤内的最大垂直及水平应力,同时研究了车辆行驶速度对土壤内垂直及水平应力大小的影响。基于土壤压实分析模型计算了轮胎和履带压实的0.1~0.7m深度土壤内的最大垂直及水平应力分布。通过对0.15和0.35 m深度的土样进行室内测试,比较了轮胎和履带式车辆压实对土壤透气率、先期固结压力及干容重大小的影响。结果表明,履带相比较于轮胎,能够减小土壤内的垂直及水平应力,但垂直应力的减小量比水平应力大;轮胎对0.15和0.35m深度土壤作用的平均最大垂直应力分别约为履带的2.2及2.0倍,而平均最大水平应力仅分别约为履带的1.2及1.1倍。轮胎作用下的最大垂直及水平应力在表层土壤内明显大于履带,但两者的应力差值随着土壤深度的增加逐渐减小,分别在0.7和0.4 m深度时无明显差别。轮胎和履带压实作用下,0.15和0.35 m深度土壤内的垂直及水平应力均随车辆行驶速度的增加而减小,履带作用下的应力减小速度大于轮胎。履带作用下0.15和0.35 m深度内土壤的透气率均明显小于轮胎,但土壤的先期固结压力及干容重无显著区别。研究结果为可为农业车辆行走机构的选择及使用提供参考。 相似文献
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香梨静压接触应力测量及损伤预测 总被引：4，自引：3，他引：1
为了实现香梨果实静压损伤面积的准确评估和预测,该文采用Prescale感压胶片对香梨不同静压水平下的接触应力分布进行测量分析和有限元模拟。研究结果表明,当香梨50～200N静压时,50N时香梨无肉眼可辨的损伤,感压胶片测量的峰值应力0.5～0.6MPa,其应力面积在香梨损伤面积中所占很小;感压胶片测量的接触应力分布中只有≥0.2MPa范围的应力面积非常接近香梨损伤面积,因此可作为香梨损伤面积的应力阈限。当该应力阈限用于香梨静压有限元模拟的损伤面积预测时,100和150N压力下的相对误差率约6%,200N压力下的预测误差为13%,这说明有限元法能够较准确地预测香梨静压损伤面积,从而可为今后香梨采收、分级和包装装置的减损结构优化设计提供依据。 相似文献
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履带式推土机动力传动系统推土工况建模与仿真 总被引：1，自引：1，他引：0
为实现履带式推土机的快速建模,该文从工作方式、系统结构、动力学等多个角度对履带式推土机进行了分析研究。进一步利用Matlab\Simulink对Cruise进行二次开发,在Cruise环境中添加了动载荷模块、履带模块、分动箱模块及液压模块。在此基础上,结合Cruise中完善的动力传动系统模型,实现了履带式推土机直行推土工况的快速建模。利用实车参数对模型标定后进行仿真。推力的仿真结果与试验数据相比,有99.2%的仿真结果误差小于1%;滑转率的仿真结果与试验数据相比,有71.8%的仿真结果误差小于1%。对比结果表明,模型能够对履带式推土机的直行推土工况进行准确地模拟。 相似文献
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履带式行走机构压实作用下土壤应力分布均匀性分析 总被引：1，自引：1，他引：1
履带式行走机构因具有较小的接地压力而被逐渐应用在大型农业车辆上,以减小对土壤的压实。然而由于履带下应力分布的不均匀,导致农业车辆对土壤的最大应力并未有效减小,对土壤较长的压力作用时间反而增加了土壤被压实的风险。应力分布的不均匀还会造成履带沉陷量的增大,降低车辆在软土地面的通过性能。为了研究履带式行走机构压实作用下土壤内的应力分布规律以及如何提高应力分布的均匀性,以缓解履带车辆对土壤压实作用、提高履带车辆软地通过能力,该文采用侧断面水平钻孔埋设压力传感器的方法,测得了履带式行走机构压实作用下履带中心线横截面内0.35 m深度土壤内沿履带长度方向上的垂直及水平应力分布;同时研究了履带张紧力大小对应力分布均匀性的影响。结果表明,履带式行走机构下的垂直应力在各负重轮的轴线处呈现一个应力峰值;水平应力在各负重轮轴线的前、后方分别呈现一个应力峰值,且最小应力在轴线处。各负重轮下的应力峰值大小不同。最大垂直应力出现在履带式行走机构后端的导向轮处;最大水平应力出现在后支重轮与导向轮之间。适当减小履带张紧力能够提高垂直及水平应力分布的均匀性。履带张紧力由1.8×10~4k Pa减小至1.6×10~4k Pa时,履带下的最大垂直及水平应力分别减小了约37.3%和21.7%;平均最大垂直及水平应力分别减小了约26.4%和20.4%。研究结果可为履带式行走机构结构的优化提供理论依据,以期提高履带下应力分布的均匀性。 相似文献
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轮式拖拉机水田轮辙覆土装置设计与试验 总被引：2，自引：1，他引：1
以轮式拖拉机为动力的水稻精量穴播机作业时会在田面压出宽而深的轮辙,严重影响播种质量。为此,该文提出了一种变螺距等径螺旋覆土方式。该文分析了覆土原理,进行了运泥过程动力学和运动学分析,建立了螺旋覆土器的运泥量数学模型,经过理论计算和优化设计,确定了螺旋外径为250 mm、内径80 mm 和最大螺距200 mm 等关键参数。田间试验结果表明：在拖拉机轮辙自动填覆系数大于0.6,拖拉机前进速度不超过1 m/s 条件下,轮辙覆土装置能较好的填覆辙深不超过250 mm,辙宽小于400 mm 的轮辙,并保持泥面平整,满足实际生产要求。研究结果可为拖拉机轮辙覆土装置的研究和设计提供依据。 相似文献
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机械弹性车轮提高轮胎耐磨性和抓地性分析 总被引：5，自引：5，他引：0
为提高轮胎接地性能,对新型机械弹性车轮垂直静态接地特性进行了研究。通过对车轮结构和承载方式进行分析,分别建立了基于Timoshenko圆形梁的车轮外圈弹性圆环模型和基于连续辐板的铰链组模型,并通过非线性有限元法和试验进行了验证。根据所建立的非线性有限元模型对机械弹性车轮和子午线充气轮胎的接地特性进行了对比研究,结果表明机械弹性车轮通过悬毂式承载控制车轮外圈变形,没有胎肩处的应力集中。在载荷为5 000 N时,机械弹性车轮和充气轮胎接地印迹中心0.14 m×0.265 m矩形区域内的接地压力偏度值分别为0.424和0.536 MPa。机械弹性车轮有效降低了接地压力偏度值,改善了轮胎接地的均匀性,提高了车轮耐磨损性能和抓地性能,研究为车轮性能优化提供了参考。 相似文献
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B. D. SOANE 《European Journal of Soil Science》1973,24(3):311-323
Methods are described for measuring the changes in the horizontal and vertical distribution of packing state and cone resistance following the passage of wheels and tracks over prepared beds of soil. A gamma-ray transmission system was employed with automatically controlled scanning in a 2 × 2 cm grid in soil sections of 1.08 m length by 0.3 m depth, using a scintillator/photomultiplier detector assembly with stabilized pulse-height analysis and magnetic tape recording. Changes in cone resistance were measured in a 2 cm (vertical) by JO cm (horizontal) grid in a section 1.4 m length by 0.5 m depth using an electrically driven penetrometer with load and displacement simultaneously recorded on an XY plotter and magnetic tape. Results were analysed and displayed graphically by computer with packing state expressed by a number of optional properties (dry bulk density, total porosity, air-filled porosity, void ratio, or specific volume). Pronounced differences in packing state and soil strength were observed as a result of the passage of a two-wheel-drive tractor, with and without cage wheels, and a crawler tractor. Adding a cage wheel decreased slightly the compaction below the rubber tyre, but formed a partially compacted zone below the cage wheel. Increases of dry bulk density and soil strength were recorded below the crawler track but the values for these properties did not reach the maximum values found below the rubber tyre. 相似文献
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P. SCHJØNNING M. LAMANDÉ T. KELLER J. PEDERSEN M. STETTLER 《Soil Use and Management》2012,28(3):378-393
Subsoil compaction is persistent and can affect important soil functions including soil productivity. The aim of this study was to develop recommendations on how to avoid subsoil compaction for soils exposed to traffic by machinery at field capacity. We measured the vertical stress in the tyre–soil contact area for two traction tyres at ca. 30‐ and 60‐kN wheel loads on a loamy sand at field capacity. Data on resulting stress distributions were combined with those from the literature for five implement tyres tested at a range of inflation pressures and wheel loads. The vertical stress in the soil profile was then predicted using the Söhne model for all tests in the combined data set. The predicted stress at 20 cm depth correlated with the maximum stress in the contact area, tyre inflation pressure, tyre–soil contact area and mean ground pressure. At 100 cm depth, the predicted vertical stress was primarily determined by wheel load, but an effect of the other factors was also detected. Based on published recommendations for allowable stresses in the soil profile, we propose the ‘50‐50 rule’: At water contents around field capacity, traffic on agricultural soil should not exert vertical stresses in excess of 50 kPa at depths >50 cm. Our combined data provide the basis for the ‘8‐8 rule’: The depth of the 50‐kPa stress isobar increases by 8 cm for each additional tonne increase in wheel load and by 8 cm for each doubling of the tyre inflation pressure. We suggest that farmers use this simple rule for evaluating the sustainability of any planned traffic over moist soil. 相似文献