【摘要】：近年,我國(guó)的海洋領(lǐng)土維權(quán)形勢(shì)的日益嚴(yán)峻,亟需我們?cè)缱鰷?zhǔn)備,加強(qiáng)我方部隊(duì)現(xiàn)裝車輛沙地通過(guò)性問(wèn)題研究,以提高軍隊(duì)奪島控島所必需的灘頭機(jī)動(dòng)能力。另外,隨著我國(guó)探月工程進(jìn)入月面探測(cè)階段,月壤砂性特征帶來(lái)的可通過(guò)性差問(wèn)題,也考驗(yàn)著我探測(cè)車輛的行走能力。而深入分析車輛沙地行駛的輪壤接觸過(guò)程和車輪牽引問(wèn)題,是研究解決車輛通過(guò)性問(wèn)題的基礎(chǔ)和關(guān)鍵。本文針對(duì)沙地輪壤相互作用和車輪牽引性能的研究需要,以東風(fēng)猛士車輪和廣東某海灘海積砂為研究對(duì)象,引入在顆粒介質(zhì)微觀力學(xué)分析上具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)的離散元方法,進(jìn)行車輪與砂壤地面顆粒流三維建模,并對(duì)輪壤進(jìn)行細(xì)觀和宏觀動(dòng)態(tài)分析。主要研究工作和成果如下:1.選取典型的南海海積砂作為砂壤樣本,結(jié)合車輛行走主要作用土層合理采樣,按照《土工試驗(yàn)規(guī)程》和《土工試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》進(jìn)行參數(shù)測(cè)試和室內(nèi)三軸試驗(yàn),為土槽建模提供數(shù)據(jù)準(zhǔn)備。2.通過(guò)離散元顆粒流程序PFC3D模擬室內(nèi)三軸試驗(yàn),分析離散元細(xì)觀參數(shù)與砂樣宏觀力學(xué)參數(shù)之間的關(guān)系,在此基礎(chǔ)上建立了海積砂離散元參數(shù)模型。3.基于車輛地面力學(xué)半經(jīng)驗(yàn)法研究成果,以保持車輪接地平均壓力和接觸角不變?yōu)樵瓌t,解析推導(dǎo)了車輪等效縮尺的徑、寬等參數(shù)變化關(guān)系,進(jìn)而通過(guò)模擬承壓板試驗(yàn)和數(shù)值擬合獲取海積砂Bekker力學(xué)參數(shù),構(gòu)建了東風(fēng)猛士車輪縮尺模型。4.設(shè)定車輪剛性條件,運(yùn)用PFC內(nèi)置語(yǔ)言進(jìn)行二次開(kāi)發(fā),采用顆粒簇法生成結(jié)構(gòu)參數(shù)可調(diào)的顆粒集合體車輪,實(shí)現(xiàn)了車輪結(jié)構(gòu)的離散元三維建模。5.比照室內(nèi)土槽試驗(yàn)原理和參數(shù)設(shè)定,調(diào)試建立了輪壤接觸模擬土槽試驗(yàn)系統(tǒng)。通過(guò)驅(qū)動(dòng)輪牽引性能試驗(yàn)仿真,分析了簡(jiǎn)單工況下受力介質(zhì)參數(shù)、車輪行駛參數(shù)和結(jié)構(gòu)參數(shù)變化對(duì)驅(qū)動(dòng)輪牽引特性的影響規(guī)律。研究表明,增大輪寬、輪徑以及加裝輪齒,均能提高驅(qū)動(dòng)輪在砂壤地面的牽引性能。
【學(xué)位授予單位】：國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：U461.51;TJ810.1
【圖文】：

圖 2. 1 三維離散元典型單元接觸模型為切向剛度系數(shù); Cs為切向阻尼系數(shù); 動(dòng)相對(duì)速度，μ 為單元間摩擦系數(shù)；si為法、切向接觸力的矢量和。即c , AB n ,AB s,ABF F F觸力矩：AB A s ,ABM r F粒 A 的質(zhì)心指向顆粒 A、B 接觸點(diǎn)的矢動(dòng)學(xué)模型間的本構(gòu)關(guān)系可以建立單元 A 的基本運(yùn),Aj i1( g )ac i i i i ijF K C m i=1,23Aj1 1( ) ( )ai i i i i i i ij iI M I K C S

/ 2 nn nt t t t t ti i i / 2 nn nt t t t t ti i i 中,下標(biāo) i=1,2,3 表示 3 個(gè)相互垂直的坐標(biāo)軸；函數(shù)niF、合力及合力矩，是位移和速度的函數(shù)；, , , ,n n nn ni i i ii 、線速度、線加速度、角位移、角速度和角加速度；m動(dòng)慣量；Δt 為時(shí)步。程中(t), (t), (t), (t), (t t/ 2), (t t/ 2)n n n nn ni i ii i i 在t An將移動(dòng)到一個(gè)新的位置，并導(dǎo)致產(chǎn)生新的平衡力和力( )nt tiF 和合力矩( )nt tiM ,返回式（2-7）和式（2-8一直下去，即可得到每個(gè)單元的運(yùn)動(dòng)軌跡。其計(jì)算過(guò)程→②→③→④→⑤→⑥,從 t 時(shí)刻的位移開(kāi)始，結(jié)束于

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本文編號(hào)：2716602