履帶式雙節(jié)車(chē)體轉(zhuǎn)向阻力分析研究

田軍　張海潮　蔣智金

摘要：履帶式汽車(chē)是指用履帶行駛系代替車(chē)輪行駛系的“汽車(chē)”。這種車(chē)對(duì)地面單位壓力小，下陷小，附著能力強(qiáng)，行駛通過(guò)能力強(qiáng)。本文主要講述的是對(duì)履帶式雙節(jié)車(chē)轉(zhuǎn)向阻力的分析與研究。

關(guān)鍵詞：履帶式；雙節(jié)車(chē)體；研究

一、轉(zhuǎn)向阻力矩的確定

已知取前車(chē)可達(dá)最大質(zhì)量M1=28t，后車(chē)可達(dá)最大質(zhì)量M2=28t，g取9.8m/s2。因此G1=G2=284.2KN，

且有 ，各履帶的參數(shù)如下表：

計(jì)算結(jié)果

將已知參數(shù)帶入上述公式計(jì)算得：

履帶側(cè)面推土產(chǎn)生的力

模型建立

根據(jù)Beker推薦的壓力沉陷關(guān)系，履帶的沉陷量z為

式中 n——土壤的變形指數(shù)；

kc——土壤的內(nèi)聚模量；

kφ——土壤的摩擦變形模量。

若忽略履帶側(cè)面刮起土堆的質(zhì)量，履帶側(cè)面的受力如圖1.1.1.1所示。履帶兩側(cè)任一單位長(zhǎng)度上的推土阻力R可從力的平衡式中得到

圖中 N——下部土壤對(duì)楔形土的作用力；

C——土壤單位面積上的內(nèi)聚力（）；

F——單位長(zhǎng)度土楔重量；

R——單位長(zhǎng)度推土阻力；

θ——破壞面角度；

φw——板壁摩擦角；

φ——土壤內(nèi)摩擦角

因履帶側(cè)面刮起土堆的重力極小，故忽略不計(jì)。

受力分析

由圖有

（1-6）

式中 γs——土壤容量

由式（1-6）解得（1-7）

由于R是θ的函數(shù)，R的最小值Rmin對(duì)應(yīng)著一定的θ值，在此θ值時(shí)地面破壞，故側(cè)面推土阻力產(chǎn)生的轉(zhuǎn)向阻力為

（1-8）

側(cè)面推土阻力產(chǎn)生的側(cè)向力為

（1-9）

相關(guān)主要參數(shù)的選取：

表1.1.1.3履帶側(cè)面推土力的計(jì)算參數(shù)

路況 粘土 含水量 38%

n 0.5 kc 13.19 kN/mn+1

kφ 692.15kN/mn+2 C 4.14kPa

φ 13° γs 16 kN/m3

φw 13°

將以上參數(shù)帶入Bekker公式有：

將參數(shù)帶入（1-7）有：

對(duì)其進(jìn)行通分簡(jiǎn)化，其簡(jiǎn)化模型為：

對(duì)其求導(dǎo)并令R=0，推導(dǎo)出當(dāng)θ=14°時(shí)R取最小值，將求得的θ值再次帶入R的計(jì)算式求得R的值為：

同理可求出

有（1-8）及（1-9）有：

轉(zhuǎn)向

求取轉(zhuǎn)向阻力矩

由轉(zhuǎn)向受力圖1.1.1.2知：