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软粘土条件下的车辆驱动力学研究
| 论文题名： | 软粘土条件下的车辆驱动力学研究 |
| 关键词： | 车辆通过性;软粘土条件;牵引性能;驱动力学 |
| 摘要： | 车辆在软粘土环境中行走时，地面对车辆的应力传递过程相当复杂，此时，车轮会下陷，致使行驶阻力增大，车辆通过性变差。这在很大程度上是由于南方水田中的软粘土含水率高、附着性能差、道路阻力大、具有流变机理，只有符合特定条件的车辆才能满足这种条件下的通过性要求。研究软粘土条件下车辆的牵引性能具有重要的现实意义。 车辆的通过性是评价越野车辆、农业车辆等在不良路面上行驶的车辆性能的主要指标。研究具有良好通过性能的车辆，是成为解决在野外环境车辆通过问题最根本和最有效的方法。由土壤-车辆系统力学理论可知，研制和开发通过性能良好的车辆的实质是提高车辆在野外环境中的通过性，核心问题是车轮与土壤相互作用问题。 随着农业机械化发展的加快，软粘土条件下的车辆通过性问题亟待解决。传统的方法在探讨车辆的行走装置与土壤的相互作用规律时，均将土壤作为弹性、塑性或弹塑性材料，而这些方法不适用于评价含水率较高的软粘土。 本研究从车辆行驶过程中，土壤对车轮产生的影响入手，重点研究大田实际土壤的力学特性，尤其是对其承压特性进行了深入研究。从大田取回软粘土，通过控制其物理性质参数对其进行重塑，然后进行承压沉陷试验，对试验曲线分析后发现Bekker的承压模型并不适用于描述软粘土的承压特性。通过直剪试验，发现重塑土壤的剪切模型符合Janosi模型。在本文中，设计了一种快速有效获取土壤承压特性的小样筒压板沉陷的室内试验，得出了一些较为令人满意的结果。 本文首先阐述重塑软粘土的承压、剪切等力学性质。进行重塑土壤的承压特性试验，得出重塑后土壤的承压模型并与大田实际取样土壤进行比较；同时，进行重塑土壤的剪切试验，得出土壤的剪切特性。为研究大田土壤的实际特性，还进行了大田土壤性质的原位测试。本研究对现有的Y型土壤硬度计即圆锥指数计进行改装，改装成便携式土壤承压仪，用于大田原位压板沉陷试验，测试大田原位土壤的承压特性；对大田土壤取样，带回实验室测试剪切特性。 由压板沉陷试验获得的土壤的承压特性模型以及剪切实验获得的土壤剪切模型对研究车辆通过性具有现实意义。这是因为车辆在松软地面的通过性能主要决定于由土壤变形引起的滚动阻力以及车轮与土壤的附着力，而这些都可以用土壤特性模型进行计算预测的。 根据半经验方法的研究手段，本研究从车辆-地面关系试验技术入手，设计并建立了独轮测试系统，进行车辆在软粘土条件下的通过性试验，测得车辆通过性的主要评价指标：挂钩牵引力（DP）.为提出提高车辆在软粘土条件下的通过性的方法与建议提供基础。 |
| 作者： | 姚艳 |
| 专业： | 农业生物环境与能源工程 |
| 导师： | 丁启朔 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 南京农业大学 |
| 学位年度： | 2009 |
| 正文语种： | 中文 |
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