本文關(guān)鍵詞：輪面曲率半徑對沙地剛性輪沉陷性能影響研究

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【摘要】：輪面曲率半徑對沙地剛性輪的沉陷性能影響至關(guān)重要。通過輪面承壓試驗、輪壤臺架動態(tài)試驗和離散元數(shù)值模擬分別對6種不同輪面曲率半徑的平面、凹面和凸面沙地剛性輪在3種不同顆粒形狀及粒徑大小沙土上的沉陷性能進(jìn)行分析。在輪面承壓試驗中,相比其他輪面曲率半徑的車輪,平面輪在細(xì)徑石英砂和粉塵狀火山灰上的抗沉陷性能均最好。與其他沙土介質(zhì)相比,粗徑石英砂上所有輪面車輪的沉陷量最小。輪面承壓模擬結(jié)果表明,平面輪下沙土顆粒的力場分布均勻,輪下顆粒溢出量小,有效說明平面輪沉陷量最小的原理。在細(xì)徑石英砂輪壤臺架動態(tài)試驗中,凹面R80車輪在行駛初期(位移小于50 cm)沉陷量最小,行駛到穩(wěn)定狀態(tài)后(位移大于70 cm),凹面R60車輪的動態(tài)沉陷量最小;在粉塵狀火山灰輪壤臺架動態(tài)試驗中,凹面R60車輪在整個運動范圍內(nèi)的沉陷量最小。因此,在細(xì)徑石英砂和粉塵狀火山灰上行駛過程中,輪面曲率半徑較大的凹面輪的抗沉陷性能較好。此外,由車輪行駛在細(xì)徑石英砂離散元模擬可知,凹面輪的受力區(qū)域集中在輪面兩側(cè),輪面內(nèi)凹結(jié)構(gòu)可有效防止沙土側(cè)向流動并減小對沙土的擾動。本文研究不僅為承壓和行駛條件下不同曲率半徑輪面的車輪在沙土介質(zhì)上的沉陷性能判斷提供參考依據(jù),而且為沙漠或者深空探測車輛輪/胎的輪面結(jié)構(gòu)設(shè)計提供重要理論依據(jù)。
【作者單位】： 吉林大學(xué)工程仿生教育部重點實驗室;中國電子科技集團(tuán)第二十八研究所;青島征和工業(yè)有限公司;
【基金】：國家自然科學(xué)基金項目(51275199) 吉林省科技發(fā)展計劃項目(20140101074JC)
【分類號】：U461.51
【正文快照】： 引言沙漠沙土的顆粒細(xì)小而均勻,顆粒尺寸分布在較小的范圍內(nèi),長期的流動使沙粒棱角被磨損而近似呈球形,易發(fā)生流動,因而承載能力低[1-3]。普通車輛車輪在沙土行駛過程中易產(chǎn)生滑轉(zhuǎn)下陷,車輪滾動失去穩(wěn)定,嚴(yán)重影響通過性,甚至無法通過[4-5]。此外,人類對火星進(jìn)行探測時[6-7],出，

本文編號：1262888