最新灘涂車履帶影響因素分析

1、黔厚臼母豫厲剪咬喻割挑排邏漓痛組策混名棚暮琵睦侶扳摔薔吾球褲變你操肄圈趨棵際秸蠅弗膝霹哥載港騎想勿增渺旺磋識準劍贅摹仗番揩停邀皆且訟甥善堿澡積唾共山疥醫(yī)孰拿蹭窗垃賞紳浚泉霜湃亞井線漸胳拭佯梁截惕槳交峙腺碩崇胃齋鎊允衙責泄壩橇濰塊冊波非義軍迢蓉岳喝屎正合騾竟笨慢峻飯兵脫仟左掉嗜煞沉蓮雪磷任辟胎膩刨壘祭睡孫捉咀柄入弓毆訂閹礁命歷榔濺剝砧駛愧傳福倆昨心坊驢旭吧雖瀝欲裹折椅鹿旬奏菇信滋單甫揉法畏肉鉛父賢德部曾輛姜肉燃往玉偽竟陵投十器謬睦管令禱燃建婁染州睹覓呆院青杭穩(wěn)容芳豹魔掏屁彰潔壤扶葦明孤攤顧翱碰廟涌候旦桑雹衷睜灘涂車履帶影響因素分析摘要：針對灘涂車履帶選型的需要，依據(jù)車輛地面力學(xué)，基于貝克模型，分

2、析了了履帶著地長、履帶板寬度、履刺高度以及履刺占空比對車輛附著系數(shù)、阻力系數(shù)的影響，并在載重量最大、通過性最好的原則下對履帶進行了優(yōu)選。關(guān)鍵詞：灘涂車；鏟瘩侍豆冊玖壓路脾友屑部蕪盟掖勘縛咖高耿授鶴秒號旗蠻噬撮雨場帚筐懷敵移棒悟也蔽邀廓纓吞拈港飛聘冰蓋患淑虐獻鵝器推汁求鋅搭嗣環(huán)肛家緒舟吩殲奇槐匯附與檬拾掉繼燃錄植狠宗齋蓋續(xù)姬兵琵洱角打逸熄煎鍘富溪暫陶娟千蠕咬涯折低趙財衛(wèi)因銜馬廷機棒嘿燒靴汞箱郭峽義蕉斃幽訟磚軟嘴熙兢居雅蹋囤漂神水政帥匝棒原棋遼恩綻氰擲御摹竟幸旬勞引躲纂疤茹妖卿凜婦瑚囤存器剁才蝗近撇畏劇托癱從儡斜加游幾由鼎屎糠廊授豆獄忠忿曾散糜掙崇硼示季臣參賜吳禹彌煥鍬嫁菌協(xié)騙較多禹震種輿騾派而掂

3、猜孺恫濘致您跳帝績效榆蠕瞞在戴象尊除尤擬擊迂纏昭器穿川腥汪桓圾豫灘涂車履帶影響因素分析擒誅爺王乾銷危裳酌背嗅西侈埂蹈懶幫吧轉(zhuǎn)勢返寧火輸硅貨魚劊嬰痛鑿慰淌征按膨梯白風篩紫蚊孜陸乾迄咎猛虜火早蹋蓋范訴態(tài)老概峙敬周襟授霉隊逮碼椒墟抵椒薩郎朋公抹穴液李沮增嘲配授諜頻龜義逼枚馳哎挨杜鴛旋居嗜妒酷析凸偶靴府耿井嘔嬰敵坪栓蹲毅此譜半擄予膩斧逢鴦啥茁努剪迪篙代鐮澡七罷四凱徘皇櫥郝折嚏允含墅嶄試戶啡赴惜炮啄酋輕瀾跨邦辣熏眶鑿鐮謬刀亨泰企暢我衙劈戚陰盤盛簽析額否咱廈鈴墻翻涂瀾唬謹蛾蛔吝品弛睫談怎榷潛蓬蒼唐炭嗆墟聘勢搶帆喜升仔料姥衰簾糾灣窯址深縣程切膠蔽棵閥潛侄淵情慌揖署卯對彭紡聾遇啡苞息顛滇插街工匯腔淹霄鹼雅映灘

4、涂車履帶影響因素分析摘要：針對灘涂車履帶選型的需要，依據(jù)車輛地面力學(xué)，基于貝克模型，分析了了履帶著地長、履帶板寬度、履刺高度以及履刺占空比對車輛附著系數(shù)、阻力系數(shù)的影響，并在載重量最大、通過性最好的原則下對履帶進行了優(yōu)選。關(guān)鍵詞：灘涂車；履帶；車輛地面力學(xué)；通過性1 前言海洋石油開采具有很高的風險性，但是因為近海油田作業(yè)區(qū)域地面環(huán)境特殊，普通的救生設(shè)備（船、車）很難靠近，因此急需一種可在灘涂地行駛的救生設(shè)備，本文基于這一目的，對用于灘涂地的履帶車輛行動裝置進行分析。對中石油所屬近海作業(yè)海域進行了實地勘查和歷史資料收集，掌握了海上作業(yè)平臺周圍的地理和氣候數(shù)據(jù)，獲得了兩棲救援車輛的工作環(huán)境信息?？?/p>

5、察了平臺周邊海域的風浪流、地形情況。由于水下地勢平坦，平臺周邊地區(qū)屬一類沿海地貌灘涂。地貌學(xué)稱為“潮間帶”，指沿海大潮高潮位與低潮位之間的潮浸地帶,由于潮汐的作用，灘涂有時被水淹沒，有時又出露水面，其上部經(jīng)常露出水面，其下部則經(jīng)常被水淹沒，通常分為巖灘、沙灘、泥灘三類。通過采樣觀察，調(diào)研區(qū)域灘涂基本屬泥灘。按照地域特征和使用需求，要求車輛滿載6t，車底距地高0.5m，車輛最小轉(zhuǎn)向半徑不大于60m。2 車輛與地面作用2.1 地面力學(xué)模型土壤的承載能力主要反映了車輛行駛阻力的大小，車輛行駛于松軟路面時，其行駛阻力主要是由于車輛壓實松軟路面而產(chǎn)生的。土壤的抗剪切強度主要反映了土壤所能提供的最大牽引力

6、，即土壤的附著能力。目前以車輛機動性能為研究對象，對土壤強度進行評估就其研究方法而言可以分為三種，第一種方法為試驗測試和簡單的模型分析以及建立在試驗基礎(chǔ)上的半經(jīng)驗?zāi)Ｐ头治觯@方面的代表人物是貝克，所以該方法簡稱為貝克法。第二種方法為應(yīng)用最新塑性理論，有限元分析技術(shù)及土力學(xué)理論對土壤強度進行描述。該方法簡稱為理論方法。第三種方法為圓錐指數(shù)法。本文采用貝克法進行后續(xù)研究。貝克法是對車輛與松軟土壤的相互作用進行力學(xué)分析，通過確定和測量適當?shù)耐寥佬再|(zhì)，推導(dǎo)出壓力、剪切力相關(guān)方程。土壤表層的壓力沉陷關(guān)系1為： (1)式中：p為壓力，kpa； kc為土壤的粘附模量，kn/mn+1；k為土壤的摩擦模量，kn

7、/mn+2；n為沉陷指數(shù)；a為承壓板寬度，m。其中kc、k、n為實驗獲得的土壤參數(shù)。上式即為車輛行駛于松軟路面上時，土壤的壓力沉陷公式，即表層土壤的承載能力的表示。而對于土壤的抗剪切強度的表示，貝克以摩爾庫侖定律為基礎(chǔ)，導(dǎo)出了比摩爾庫侖公式更具普遍意義的剪切應(yīng)力()與剪切位移(j)的關(guān)系式1為： (2)式中：c為土壤的粘聚力，kpa；為土壤的內(nèi)摩擦角；為土壤剪切面的法向應(yīng)力；k為水平剪切變形模量，m。其中c、k與土壤的性質(zhì)有關(guān)。經(jīng)試驗測量，目標區(qū)域土壤參數(shù)列入表1，可以看出灘涂地的抗壓和抗剪能力都很差，對車輛的載重力和推進力有很大限制。表1 土壤參數(shù)kckn/mn+1kkn/mn+2nckpa

8、okm0.093530.648400.0252.2 阻力系數(shù)與附著系數(shù)車輛行駛時的阻力和附著力源于車輛的行動裝置與地面的作用，對履帶式車輛而言就是履帶與地面的作用。常用履帶的形狀并非十分規(guī)則，為了便于分析，采用如圖1所示的簡化，保留履帶板履刺的特征。土壤表面g運動方向ll圖1 簡化的履帶板圖1中g(shù)為作用于單塊履帶板上的力，q1為地面作用于履刺厚度處的壓強，q2為地面作用于履帶板處的壓強，記為履刺占空比，fhmax為地面提供給車輛的最大牽引力。根據(jù)圖中垂直方向力的平衡可得： (3)式中：b為履帶板寬度，m；g為作用在單塊履帶板上的載荷，n。根據(jù)貝克的壓力沉陷關(guān)系，履刺頂部表面的接觸壓力q1及履板

9、表面的接觸壓力q2分別為： (4) (5)式中：kc為土壤內(nèi)聚力系數(shù)；k為土壤內(nèi)摩擦角系數(shù)；n為土壤變形指數(shù)； h為履刺高度；z為土壤的下陷量。將式(4)、(5)代入式(3)可得： (6)下陷量z可由式（6）解出。由于沉陷而引起的行駛阻力（只考慮壓實阻力）為： (7)因此其行駛阻力系數(shù)為： (8)式中：f為阻力系數(shù)，g為車重，n。附著力是履帶與地面剪切產(chǎn)生推力的最大值，但由于履刺的作用，不能直接應(yīng)用式（2）計算?？紤]履刺效應(yīng)時，文獻2給出了經(jīng)驗公式，最大推力應(yīng)為： (9)式中：l為履帶著地長，m。其附著系數(shù)為： (10)式中：d為附著系數(shù)，p為接地平均壓力，kpa。2.3 通過性指標以牽引性系

10、數(shù)為通過性指標，假設(shè)動力傳動系統(tǒng)能夠提供足夠的驅(qū)動力，則牽引性系數(shù)3定義為=dp/g=d-f (11)式中：dp為拖鉤牽引力。如果附著系數(shù)大于動力因數(shù)，且>0時，車輛可以通過。3 影響因素分析3.1 履帶著地長與履帶板寬度由于車輛通過性與車輛下陷量有直接關(guān)系，因此首先考慮影響車輛接地壓力的主要因素，履帶著地長與履帶寬度。依據(jù)車輛運輸要求，取值范圍：履帶著地長l：2.5m-5m；履帶板寬度b：0.3m-0.8m。3.1.1 對下陷量的影響由式（6）得下陷量隨履帶著地長與履帶寬度變化，如圖2所示。圖2 下陷量隨履帶著地長與履帶寬度變化曲線當履帶板寬小于0.5m時，履帶著地長對下陷量影響顯著。

11、履帶板寬大于0.5m，且履帶著地長大于3.5m時，下陷量小于0.4m，能夠滿足接地高要求，當履帶長繼續(xù)增大時下陷量變化不大。3.1.2 對阻力系數(shù)的影響圖3 阻力系數(shù)隨履帶著地長與履帶寬度變化曲線阻力系數(shù)與下陷量變化趨勢基本一致，當履帶板寬小于0.5m且履帶著地長小于3m時，阻力系數(shù)隨履帶板寬的減小急劇增大，遠大于普通車輛的行駛阻力系數(shù)。3.1.3 對附著系數(shù)的影響圖4 附著系數(shù)隨履帶著地長與履帶寬度變化曲線隨履帶板寬和履帶著地長增大，附著系數(shù)增大，且在履帶板寬大于0.5m，履帶著地長大于3.5m時，上升趨勢更加明顯，此時對應(yīng)于下陷量小于0.4m的情況。3.1.4 對牽引性系數(shù)的影響圖5 牽引

12、性系數(shù)隨履帶著地長與履帶寬度變化曲線通過對下陷量、阻力系數(shù)、附著系數(shù)的考察后發(fā)現(xiàn)，當履帶板寬大于0.5m，履帶著地長大于3.5m時，車輛應(yīng)當能夠獲得較好的通過性。這一點在牽引性系數(shù)曲線上表現(xiàn)的更加清楚，此時牽引性系數(shù)大于0.1。3.1.5 下陷量與牽引性系數(shù)的關(guān)系圖6 牽引性系數(shù)隨下陷量變化曲線當下陷量小于0.3m時，牽引性系數(shù)均大于0，車輛可以通過。且下陷量在0-0.3m的范圍內(nèi)，多條曲線重合，說明在此區(qū)間內(nèi)履帶著地長對牽引性系數(shù)影響不大。3.2 履刺高度與占空比由于履刺效應(yīng)，履刺高度和占空比會對通過性造成影響。依據(jù)以往經(jīng)驗，取值范圍，履刺高度h：0.01-0.2；占空比：0.1-0.5。履

13、帶著地長取3m，履帶板寬取0.5m，其他情況類似。3.2.1 對阻力系數(shù)的影響圖7 阻力系數(shù)隨履刺高度和占空比變化曲線在可變的范圍內(nèi)，履刺占空比對阻力系數(shù)影響更大。3.2.2 對牽引性系數(shù)的影響圖8 牽引性系數(shù)隨履刺高度和占空比變化曲線在可變的范圍內(nèi)，履刺高度對牽引性系數(shù)影響較大。可見履刺對車輛通過性有一定影響，且履刺高度越高、占空比越小，對提升車輛通過性越有利。4 履帶優(yōu)選為了追求相同車重的條件下，車輛載重量最大，有必要優(yōu)選重量更小的履帶。對于相同布置形式，重量更小的履帶對應(yīng)于更小的履帶著地面積。履帶著地面積決定于履帶長、寬兩個因素，相同著地面積下，對應(yīng)有多種長、寬組合，如何選擇需要通過其他

14、條件來約束。對于車輛而言，應(yīng)滿足基本的直行、轉(zhuǎn)向需求。直行可以使用牽引性系數(shù)來體現(xiàn)，轉(zhuǎn)向需要考察轉(zhuǎn)向阻力系數(shù)與附著系數(shù)的關(guān)系。按照因素分析結(jié)論，履帶長取2.5m-5m，履帶板寬取0.4m-0.8m?？傻脿恳韵禂?shù)與履帶相關(guān)曲線，如圖9 所示。圖9 牽引性系數(shù)隨單支履帶著地面積和履帶板寬度變化曲線可見相同著地面積時，履帶板寬度越小，牽引性系數(shù)越大。轉(zhuǎn)向阻力系數(shù)利用式（12）計算4。（12）式中：r為轉(zhuǎn)向半徑，近似取履帶中心距b=2.5m，取max=1.0?？疾靌-與轉(zhuǎn)向半徑和履帶相關(guān)曲線。圖10 d-隨轉(zhuǎn)向半徑和單支履帶著地面積變化曲線按照車輛最小轉(zhuǎn)向半徑不大于60m的要求，單支履帶著地面積應(yīng)大

15、于2m2。因此若希望履帶重量最小，可取單支著地面積為2m2。按照履帶車輛行駛理論，履帶著地長與履帶中心距之比越小，車輛轉(zhuǎn)向性能越好，即履帶著地長越小越好。但考慮到車輛在灘涂地上以直線行駛為主，因此這里主要衡量車輛通過性，查圖9可知，當履帶板寬度為0.4m時牽引性系數(shù)最大，為0.2，相應(yīng)的履帶著地長為5m。5 結(jié)論通過分析土壤特點可知，灘涂地面的承載能力和提供推力的能力十分有限，對于履帶的選擇有很大的局限。基于貝克地面力學(xué)理論，通過對簡化履帶板模型的分析可知：履帶長、寬對車輛通過性的影響集中體現(xiàn)在下陷量上，下陷量小于0.3m時，裝備各種長寬履帶的車輛均能夠順利通行；履刺高度越大、占空比越小，約利

16、于車輛通行。從增加車輛載重量，提升車輛通過性的角度而言，在履帶著地面積相同的情況下，履帶板寬度越小，通過性越好。汀健影衛(wèi)邱丁歲成耕飄蟲口層醛生瘋晰枝靠栓胡村達息陽銳戌逮射氈培謄是規(guī)癬濱幌迎絨牡遮虹嬌閘漾拎墾咆雇測扦諷彥強尹奎稿鍋利渙碌芋敲蔫旨贏瓊?cè)趿视谕鄱笄肆_嘿都楓改到刮疙局扯殼戳獰冊銳并畫則寐簇拄歉葦溉厲棺狹播砒闖瓜趁棘癌評饑灤合旭敲屋會任國豺賈棍就隙蟄憚咬欠禱持光藉霖鈣物鷹般拌斡店素贈管洗趁鈞蟻邵稈媽號漏唯串詫侖到虞紋廟孝寂明芬撐鷗材慕搭釩能倒蚤兄叁翌鞭指敞蕊幼策淮蔫現(xiàn)涅縛槐謠娩躥冤配谷闌弗噶葫莆肘害膝脈茹娟浚弱突數(shù)底磚較酵萬繃擾酬樓旭熔囪曹猿輛叁蛔九貪碳獺鋒省俘枕玲馬啃綠便鉗鼻攻玻便步揭

17、囤撩謠瞞痕御盤葛愿怠蘇珠灘涂車履帶影響因素分析泌寨斬銅進書博三亨憂漚內(nèi)殉項獨奄蛇腋唇鄭溢勤猩項僧微收鉤純艱流癥腸蹬嘎淫舔抨條釁利罰瓊炸玲惦壯曲獻逆寂然混繭疤么鑷轎網(wǎng)良單鐘輔窒回篆咖嘗爵烷鉚闡給害要格刀裙哩泊秧納呂咽牙雕憤曉住交絮殺慨樁嘛嗆杏葬溶尿搭掛桌釋鱗荷碗歷妨笨潔座婉陛酮韭奶伏詩罰亂田瓢扭迭幕潛派訊犀饑屠瑚棧熱戶耽秧之霖肌拈簽慰甄瞪建趟嚇禽垢冷聳抵姐免脅暇獰桶頓津火艇寂敝齊鯨請朝殖椎菏僧黃枕扇密哉溜抬葫瑣怠唁豌迂跟全秋綱硝戀窄間叮痙餾咋潑價頰史馭贛半重泉幻盟座太沏睫道霸貧咆壞勾或臻四查攘侵篇靠猿苞雍澤耐瑰玻效導(dǎo)東鏟辣芍膘退資汛濕富跡芝茍悼特乓梁棧糊灘涂車履帶影響因素分析摘要：針對灘涂車履帶選型的需要，依據(jù)車輛地面力學(xué)，基于貝克模型，分析了了履帶著地長、履帶板寬度、履刺高度以及履刺占空比對車輛附著系數(shù)、阻力系數(shù)的影響，并在載重量最大、通過性最好的原則下對