履帶式雙節車體轉向阻力分析研究

田軍　張海潮　蔣智金

摘要：履帶式汽車是指用履帶行駛系代替車輪行駛系的“汽車”。這種車對地面單位壓力小，下陷小，附著能力強，行駛通過能力強。本文主要講述的是對履帶式雙節車轉向阻力的分析與研究。

關鍵詞：履帶式；雙節車體；研究

一、轉向阻力矩的確定

已知取前車可達最大質量M1=28t，后車可達最大質量M2=28t，g取9.8m/s2。因此G1=G2=284.2KN，

且有 ，各履帶的參數如下表：

計算結果

將已知參數帶入上述公式計算得：

履帶側面推土產生的力

模型建立

根據Beker推薦的壓力沉陷關系，履帶的沉陷量z為

式中 n——土壤的變形指數；

kc——土壤的內聚模量；

kφ——土壤的摩擦變形模量。

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

圖中 N——下部土壤對楔形土的作用力；

C——土壤單位面積上的內聚力（）；

F——單位長度土楔重量；

R——單位長度推土阻力；

θ——破壞面角度；

φw——板壁摩擦角；

φ——土壤內摩擦角

因履帶側面刮起土堆的重力極小，故忽略不計。

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，R的最小值Rmin對應著一定的θ值，在此θ值時地面破壞，故側面推土阻力產生的轉向阻力為

（1-8）

側面推土阻力產生的側向力為

（1-9）

相關主要參數的選取：

表1.1.1.3履帶側面推土力的計算參數

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°

將以上參數帶入Bekker公式有：

將參數帶入（1-7）有：

對其進行通分簡化，其簡化模型為：

對其求導并令R=0，推導出當θ=14°時R取最小值，將求得的θ值再次帶入R的計算式求得R的值為：

同理可求出

有（1-8）及（1-9）有：

轉向

求取轉向阻力矩

由轉向受力圖1.1.1.2知：