机械弹性车轮结构参数对牵引性能的影响.pdfVIP

第３５卷第 １１期　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 哈　 尔　 滨　 工　 程　 大　 学　 学　 报　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 Ｖｏｌ．３５ №．１１ ２０１４年１１月　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｈａｒｂｉｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 Ｎｏｖ．２０１４ 机械弹性车轮结构参数对牵引性能的影响 臧利国，赵又群，李波，陈月乔，李小龙 （南京航空航天大学 能源与动力学院，江苏 南京 ２１００１６） 摘　 要：为解决充气轮胎在越野路面行驶的防破损问题，提高车辆通过性能，对机械弹性车轮的牵引性能进行了研究。 通过对机械弹性车轮特殊承载方式进行分析，建立了考虑车轮滑转和地面切应力的驱动轮牵引性能预测模型，推导了车 轮沉陷、土壤推力、挂钩牵引力等计算公式；对机械弹性车轮和普通充气轮胎的牵引性能进行了对比，结果表明与普通轮 胎相比机械弹性车轮具有较好的通过性能；研究了机械弹性车轮刚度、半径和宽度对牵引性能的影响规律，为车轮结构 设计及整车动力学优化提供了参考。 关键词：车辆；机械弹性车轮；地面力学；牵引性能；结构参数 ｄｏｉ：１０．３９６９／ ｊ．ｉｓｓｎ．１００６⁃７０４３．２０１３１２０８１ 网络出版地址：ｈｔｔｐ：／ ／ ｗｗｗ．ｃｎｋｉ．ｎｅｔ／ ｋｃｍｓ／ ｄｏｉ／ １０．３９６９／ ｊ．ｉｓｓｎ．１００６⁃７０４３．２０１３１２０８１．ｈｔｍｌ 中图分类号：Ｕ４６３．３　 文献标志码：Ａ　 文章编号：１００６⁃７０４３（２０１４） １１⁃１４１５⁃０７ Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｅｌａｓｔｉｃ ｗｈｅｅｌ ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ ｏｎ ｔｒａｃｔｉｏｎ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ＺＡＮＧ Ｌｉｇｕｏ，ＺＨＡＯ Ｙｏｕｑｕｎ，ＬＩ Ｂｏ，ＣＨＥＮ Ｙｕｅｑｉａｏ，ＬＩ Ｘｉａｏｌｏｎｇ （Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｅｎｅｒｇｙ ａｎｄ Ｐｏｗｅｒ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｎａｎｊｉｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ａｅｒｏｎａｕｔｉｃｓ ＆ Ａｓｔｒｏｎａｕｔｉｃ，Ｎａｎｊｉｎｇ ２１００１６，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｔｒａｃｔｉｏｎ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｅｌａｓｔｉｃｗｈｅｅｌｗａｓｒｅｓｅａｒｃｈｅｄ ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｒｅｄｕｃｅ ｔｈｅ ｒｉｓｋ ｏｆ ｐｎｅｕ⁃ ｍａｔｉｃ ｔｉｒｅ ｐｕｎｃｔｕｒｅ ａｎｄ ｅｎｈａｎｃｅ ｔｈｅ ｖｅｈｉｃｌｅ＇ｓ ｔｒａｃｔｉｏｎ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｗｈｅｎ ａ ｃａｒ ｉｓ ｒｕｎｎｉｎｇ ｏｎ ｔｈｅ ｏｆｆ⁃ｒｏａｄ ｓｕｒｆａｃｅ． Ｔｈｅ ｆｏｒｅｃａｓｔｉｎｇｍｏｄｅｌ ｏｆ ｔｈｅｄｒｉｖｉｎｇｗｈｅｅｌ＇ｓｔｒａｃｔｉｏｎｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｗａｓｂｕｉｌｔｔａｋｉｎｇｔｈｅｗｈｅｅｌ ｓｐｉｎ ａｎｄ ｓｕｒｆａｃｅ ｓｈｅａｒ⁃ ｉｎｇ ｓｔｒｅｓｓ ｉｎｔｏ ａｃｃｏｕｎｔ． Ｔｈｅ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｆｏｒｍｕｌａｓ ｏｆ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｅｌａｓｔｉｃ ｗｈｅｅｌ＇ｓ ｓｉｎｋａｇｅ，ｓｏｉｌ ｔｈｒｕｓｔ，ｄｒａｗｂａｒ ｐｕｌｌ， ｅｔｃ． ｗｅｒｅ ｄｅｄｕｃｅｄ． Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｌｌｙ，ｔｈｅ ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ ｉｓ ｍａｄｅ ｂｅｔｗｅｅｎ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｅｌａｓｔｉｃｗｈｅｅｌ ａｎｄ ｃｏｍｍｏｎ ｐｎｅｕｍａｔｉｃ ｔｉｒｅ ｉｎ ｔｈｅ ａｓｐｅｃｔ ｏｆ ｔｒａｃｔｉｏｎ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｉｎｄｉｃａｔｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｅｌａｓｔｉｃ ｗｈｅｅｌ ｈａｓ ｂｅｔｔｅｒ ｔｒａｆｉｃ⁃ ａｂｉｌｉｔｙ ｔｈａｎ ｔｈｅ ｃｏｍｍｏｎ ｐｎｅｕｍａｔｉｃ ｔｉｒｅ． Ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｌａｗ ｏｆ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｅｌａｓｔｉｃ ｗｈｅｅｌ＇ｓ ｒｉｇｉｄｉｔｙ，ｒａｄｉｕｓ ａｎｄ ｗｉｄｔｈ ｏｎ ｔｒａｃｔｉｏｎ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｗａｓ ｒｅｓｅａｒｃｈｅｄ．Ｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈ ｐｒｏｖｉｄｅｓａｒｅｆｅｒｅｎｃｅｆｏｒ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｔｈｅｗ