車輪與砂壤地面相互作用離散元建模及仿真.pdf

1、近年，我國(guó)的海洋領(lǐng)土維權(quán)形勢(shì)的日益嚴(yán)峻，亟需我們?cè)缱鰷?zhǔn)備，加強(qiáng)我方部隊(duì)現(xiàn)裝車輛沙地通過(guò)性問(wèn)題研究，以提高軍隊(duì)奪島控島所必需的灘頭機(jī)動(dòng)能力。另外，隨著我國(guó)探月工程進(jìn)入月面探測(cè)階段，月壤砂性特征帶來(lái)的可通過(guò)性差問(wèn)題，也考驗(yàn)著我探測(cè)車輛的行走能力。而深入分析車輛沙地行駛的輪壤接觸過(guò)程和車輪牽引問(wèn)題，是研究解決車輛通過(guò)性問(wèn)題的基礎(chǔ)和關(guān)鍵。
　　本文針對(duì)沙地輪壤相互作用和車輪牽引性能的研究需要，以東風(fēng)猛士車輪和廣東某海灘海積砂為研究對(duì)象，引

2、入在顆粒介質(zhì)微觀力學(xué)分析上具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)的離散元方法，進(jìn)行車輪與砂壤地面顆粒流三維建模，并對(duì)輪壤進(jìn)行細(xì)觀和宏觀動(dòng)態(tài)分析。主要研究工作和成果如下：
　　1.選取典型的南海海積砂作為砂壤樣本，結(jié)合車輛行走主要作用土層合理采樣，按照《土工試驗(yàn)規(guī)程》和《土工試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》進(jìn)行參數(shù)測(cè)試和室內(nèi)三軸試驗(yàn)，為土槽建模提供數(shù)據(jù)準(zhǔn)備。
　　2.通過(guò)離散元顆粒流程序PFC3D模擬室內(nèi)三軸試驗(yàn)，分析離散元細(xì)觀參數(shù)與砂樣宏觀力學(xué)參數(shù)之間的關(guān)系，在此基礎(chǔ)

3、上建立了海積砂離散元參數(shù)模型。
　　3.基于車輛地面力學(xué)半經(jīng)驗(yàn)法研究成果，以保持車輪接地平均壓力和接觸角不變?yōu)樵瓌t，解析推導(dǎo)了車輪等效縮尺的徑、寬等參數(shù)變化關(guān)系，進(jìn)而通過(guò)模擬承壓板試驗(yàn)和數(shù)值擬合獲取海積砂Bekker力學(xué)參數(shù)，構(gòu)建了東風(fēng)猛士車輪縮尺模型。
　　4.設(shè)定車輪剛性條件，運(yùn)用 PFC內(nèi)置語(yǔ)言進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，采用顆粒簇法生成結(jié)構(gòu)參數(shù)可調(diào)的顆粒集合體車輪，實(shí)現(xiàn)了車輪結(jié)構(gòu)的離散元三維建模。
　　5.比照室內(nèi)土槽試驗(yàn)原