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1、11.刚性车轮滚动时的土壤阻力假设土壤对车轮的反力沿径向假设土壤对车轮的反力沿径向车轮的受力平衡方程为车轮的受力平衡方程为 土壤压实阻力；土壤压实阻力；W 垂直载荷；垂直载荷；b 车轮宽度。车轮宽度。第三节 车辆的挂钩牵引力，第1页/共20页2第三节 车辆的挂钩牵引力当沉陷量较小时当沉陷量较小时1.刚性车轮滚动时的土壤阻力第2页/共20页3将将z0代入代入 表达式，得到压实土壤阻力表达式，得到压实土壤阻力 增加车轮直径和宽度都能降低压实土壤阻力，但增加增加车轮直径和宽度都能降低压实土壤阻力，但增加车轮直径比增加宽度更有效，即直径越大，沉陷量越小。车轮直径比增加宽度更有效，即直径越大，沉陷量越小
2、。思考：思考：SUV越野汽车和轿车相比越野汽车和轿车相比，哪种车型的轮胎直径应哪种车型的轮胎直径应该更大？为什么？如果汽车在松软地面上行驶该更大？为什么？如果汽车在松软地面上行驶，降低压实降低压实阻力的有效措施有哪些？阻力的有效措施有哪些？第三节 车辆的挂钩牵引力1.刚性车轮滚动时的土壤阻力第3页/共20页4式中，式中，z0 为沉陷量；为沉陷量；s 为单位体积土壤重量；为单位体积土壤重量；c为粘聚系数；为粘聚系数；b为轮为轮胎宽度。胎宽度。在松软地面上，除了压实土壤阻力外，滚动着的车轮前缘将推在松软地面上，除了压实土壤阻力外，滚动着的车轮前缘将推动土壤形成隆起的前缘波，产生推土阻力动土壤形成隆
3、起的前缘波，产生推土阻力 ：式中，式中，及及 Nr 是土壤承载能力系数；是土壤承载能力系数；为摩擦角。为摩擦角。第三节 车辆的挂钩牵引力第4页/共20页5式中式中 在很松软的地面上，推土阻力在很松软的地面上，推土阻力 可用下式估算可用下式估算 及及 是局部剪切失效时土壤承载能力系数；是局部剪切失效时土壤承载能力系数；第三节 车辆的挂钩牵引力第5页/共20页6 在在泥浆地面泥浆地面，车辆浸入泥浆部分的形状对运动阻力的，车辆浸入泥浆部分的形状对运动阻力的影响特别明显，此时影响特别明显，此时推土阻力大于压实阻力推土阻力大于压实阻力而成为主要而成为主要矛盾。在有硬底层的粘性泥浆里行驶的车辆，推土阻力矛
4、盾。在有硬底层的粘性泥浆里行驶的车辆，推土阻力的大小决定于泥浆的密度的大小决定于泥浆的密度、粘度、粘度、行驶速度、行驶速度 以及以及车辆行走部分浸入泥浆中的尺寸，即车辆行走部分浸入泥浆中的尺寸，即式中，式中，CD为泥浆的阻力系数，是雷诺数为泥浆的阻力系数，是雷诺数Re的函数，的函数，h为浸入泥浆的深度；为浸入泥浆的深度；A为浸入泥浆中的为浸入泥浆中的面积。面积。第三节 车辆的挂钩牵引力第6页/共20页72.充气轮胎的土壤阻力 当轮胎按照刚性轮一样维持圆形，轮胎圆周上最当轮胎按照刚性轮一样维持圆形，轮胎圆周上最低点处土壤的支承压力为低点处土壤的支承压力为 由由此式确定的此式确定的pg值称为充气轮
5、胎的临界压力值称为充气轮胎的临界压力 。如果如果 ，轮胎维持圆形。，轮胎维持圆形。第三节 车辆的挂钩牵引力第7页/共20页8pc可由试验测得。可由试验测得。第三节 车辆的挂钩牵引力第8页/共20页9部分轮缘将变成平面，接地压力为部分轮缘将变成平面，接地压力为第三节 车辆的挂钩牵引力第9页/共20页10 轮胎变形轮胎变形t引起的弹滞损失是充气轮胎滚动时的弹引起的弹滞损失是充气轮胎滚动时的弹滞损耗阻力滞损耗阻力 。单位负荷弹滞损单位负荷弹滞损耗阻力耗阻力 式中，式中，为经验系数。为经验系数。第三节 车辆的挂钩牵引力第10页/共20页113.履带的土壤阻力 如果刚性履带下的土壤压如果刚性履带下的土壤
6、压力均匀分布，土壤沉陷量为：力均匀分布，土壤沉陷量为：在地上压出一条长在地上压出一条长 l、宽、宽 b、深、深 z0 的履带车辙时所作的功为的履带车辙时所作的功为 如果用拉力如果用拉力 将履带拖行水将履带拖行水平距离平距离l，所作的功，所作的功 应该等应该等于上式的功。于上式的功。在接地压力不变的条件下，增加履带接地长度比加宽履带对减小压实阻力更有效。第三节 车辆的挂钩牵引力第11页/共20页124.前后串联车轮和车轮重复通过时的土壤压实阻力 当车轮第二次通过松软的土壤时，土壤阻力会有所当车轮第二次通过松软的土壤时，土壤阻力会有所减小。减小。一般越野汽车都是采用前、后轮距相等，并均为单一般越野
7、汽车都是采用前、后轮距相等，并均为单胎的形式，以减小在松软地面上行驶时的阻力。胎的形式，以减小在松软地面上行驶时的阻力。第三节 车辆的挂钩牵引力第12页/共20页13二、松软地面给车辆的土壤推力1.履带的土壤推力与滑转率履带获得的推力是由于地面土壤被履刺推动、剪切而产生的。履带获得的推力是由于地面土壤被履刺推动、剪切而产生的。思考：在纯摩擦性土壤条件下思考：在纯摩擦性土壤条件下，推力主要与车辆的什么参数有推力主要与车辆的什么参数有关？在粘性土壤条件下关？在粘性土壤条件下，推力推力又受什么因素的影响？又受什么因素的影响？第三节 车辆的挂钩牵引力第13页/共20页14 滑转率可以表明滑转的程度滑转
8、率可以表明滑转的程度式中，式中，为车辆的实际速度；为车辆的实际速度；为车辆的理论速度为车辆的理论速度，=r；r 为履带驱动链轮的的节圆半径，为履带驱动链轮的的节圆半径，为驱动轮角速度；为驱动轮角速度；us 为履为履带相对地面的滑动速度。带相对地面的滑动速度。履带某接地点的剪切变形履带某接地点的剪切变形第三节 车辆的挂钩牵引力第14页/共20页15 单位履带宽的土壤推力等于切应力曲单位履带宽的土壤推力等于切应力曲线下包含的面积：线下包含的面积：设履带给地面的法向压力均匀分布设履带给地面的法向压力均匀分布 长而窄的履带比短而宽的履带的滑转率小，长而窄的履带比短而宽的履带的滑转率小，这有利于通过性，
9、但履带过长会使转向困难。这有利于通过性，但履带过长会使转向困难。第三节 车辆的挂钩牵引力第15页/共20页162.驱动轮的土壤推力与滑转率 驱动轮的运动情况比履带复杂，一般采用履带的土壤驱动轮的运动情况比履带复杂，一般采用履带的土壤推力公式来估算。推力公式来估算。第三节 车辆的挂钩牵引力第16页/共20页17其中，法向正压力其中，法向正压力 由由 确定确定第三节 车辆的挂钩牵引力2.驱动轮的土壤推力与滑转率第17页/共20页18车辆的土壤推力车辆的土壤推力FX与土与土壤阻力壤阻力 Fr 之差，称为挂钩之差，称为挂钩牵引力牵引力三、挂钩牵引力第三节 车辆的挂钩牵引力土壤条件、接地面积和产生的驱动力相土壤条件、接地面积和产生的驱动力相同的条件下，不同行走机构的滑动率同的条件下，不同行走机构的滑动率类型类型滑动率滑动率(%)直径大宽度小的轮胎直径大宽度小的轮胎40直径小宽度大的轮胎直径小宽度大的轮胎100履带履带10 在松软土壤条件下，相对于运动方向窄长的接地面积比较理想。在松软土壤条件下，相对于运动方向窄长的接地面积比较理想。第18页/共20页19第三节 车辆的挂钩牵引力本节内容结束本节内容结束下一节第19页/共20页20感谢您的观看。第20页/共20页