从单块履带板试验看某些因素对履带拖拉机牵引性能的影响

本文介绍了一种单块履带板剪切土壤试验装置,示出一些试验曲线。就试验结果对垂直载荷、履刺高度等因素对履带水平推力的影响,进行了讨论,提出履带板和土壤间的外附——摩擦力在一定条件下于履带水平推力中占大部份的看法。文中提出单位面积水平推力的概念,探讨了它随单位面积压力变化的情况。说明平履板和土壤间有水平方向的外附力,此力的数值和变化情况与土壤湿度有密切关系。     

偏心荷载下薄板基底压力非线性分布数学模型

利用压力测量系统实测薄板基底压力的分布情况,研究在偏心荷载作用下薄板基底压力的分布形式,建立了偏心荷载作用下薄板基底压力分布数学模型。将所建立的数学模型值和传统的线性假设分别与通过压力测量系统所测得的薄板基底压力试验值进行对比并作误差分析,数学模型与试验值的平均误差12.12%远小于线性假设与试验值的平均误差29.14%。结果表明:在偏心荷载下,薄板基底压力的分布用本文建立的数学模型来描述相对于传统的线性假设更准确。     

基于改进遗传算法的湿式离合器压力自适应控制

以提升拖拉机动力换挡变速箱（PST）湿式离合器压力控制准确性为目标,提出了一种基于改进遗传算法的湿式离合器压力无模型自适应控制方法。首先,分析并建立了湿式离合器液压系统数学模型,基于偏格式动态线性化的无模型自适应控制（PFDL-MFAC）算法构建了离合器压力控制器。然后,引入变比例精英保留策略、K-均值聚类算法和灾变策略改进遗传算法,提出了基于灵敏度分析和改进遗传算法的PFDL-MFAC控制器参数整定方法。最后,开展了基于拖拉机自动变速箱控制单元（TCU）硬件在环试验平台的离合器压力控制试验。结果表明：改进遗传算法的收敛速度和优化精度更好;与PID控制相比,PFDL-MFAC的离合器压力响应速度更快、鲁棒性更好,满足拖拉机湿式离合器压力控制要求;同时,基于本文算法的变速箱换挡品质更优,研究成果可为动力换挡拖拉机换挡品质的提升提供基础。     

基于BOTDR监测技术抗滑桩上滑坡推力确定

针对目前滑坡推力确定方法研究中存在的问题及滑坡推力特征监测的要求,提出基于BOTDR监测数据确定滑坡推力的计算分析方法.通过在抗滑桩桩体内布置光纤传感器,监测抗滑桩在滑坡推力作用下的连续变形;应用抗滑桩桩身应变、弯矩及抗滑桩受力之间的函数关系,计算作用在抗滑桩上的水平推力.结果表明：利用BOTDR监测数据不但能够确定抗滑桩上作用滑坡推力的分布形式和大小,还能确定整个抗滑桩上的受力及滑面埋深.依据计算结果分析,同一排抗滑桩上的滑坡推力分布具有明显的分段特征,滑坡推力分布形式差别较大,靠近滑坡主轴线的中心段,滑坡推力最大,分布近似抛物线形;边缘段滑坡推力作用最弱,从边缘至中心段滑坡推力方向发生了偏转.     

不同土壤分层结构下接地网性能的差异计算

为了尽可能量化不同土壤结构下变电站接地网安全性能的差异大小,基于所得土壤电阻率测量试验数据,对比分析了山地、沿海、丘陵3类地区垂直分层土壤结构和水平分层土壤结构下的变电站接地网接触电压和跨步电压等安全指标,并以两者间的偏差百分比来衡量不同土壤结构与不同地区间差异。结果表明:使用现有的电流分布、电磁场、接地和土壤结构分布(current distribution, electromagnetic field and soil analysis, CDEGS)软件可以比较准确地计算出土壤水平分层和垂直分层结构;各地区两种土壤分层结构下的接触电压和跨步电压的对比说明了考虑土壤垂直分层的必要性;在同一地区垂直分层结构下,靠近土壤分界面部分的接触电压和跨步电压偏差百分比较高;最大值偏差百分比的计算结果说明,土壤电阻率越大, 这种不同土壤分层结构所带来的差异越明显。     

考虑土壤电离的接地装置冲击特性分析

试验及实际运行经验表明,接地装置冲击特性是影响输电线路耐雷性能的重要因素.笔者以土壤电离过程中的动态、分布式土壤参数为基础,对典型接地装置建立冲击特性有限元模型;根据仿真计算结果与模拟试验结果从电磁场角度分析了典型接地装置的冲击散流机理及散流规律;同时定量计算了冲击电流作用下土壤参数及注入电流参数对土壤电离区域体积的影响规律,在此基础上分析了土壤电离对典型接地装置接地电阻、跨步电压、接触电压等接地参数的影响.结果表明,土壤电离现象对冲击散流特性和冲击接地参数的影响在高幅值注入电流、高电阻率地区更明显.该研究结果可为输电线路冲击接地降阻新措施的提出提供理论支持.     

基于自动导航技术的小型履带拖拉机虚拟转角研究

自动导航系统主要以四轮拖拉机前轮转角和速度为控制和反馈变量,不能直接在小型履带拖拉机上进行改装。以小型履带拖拉机为研究对象,分析履带拖拉机的转向原理和控制机制,分析虚拟前轮转角和拖拉机的前进速度、转弯半径的关系,设计在履带驱动轮安装转速传感器,提出用平均单侧速度平均速度差表示两侧速度差的方法,将履带拖拉机的曲线转向过程分解为直线行驶和转向两个过程,通过对圆形目标路径进行转弯仿真,该方法效果有效。     

软路面激励下拖拉机前桥的动态特性

建立了拖拉机整机７自由度的数学模型，着重分析了拖拉机前桥系统的传递特性和动态响应，通过拖拉机在ＭＴＳ道路模拟机上的激振试验对上述理论分析结果进行了验证。     

履带机器人通用地面力学模型分析与底盘设计

为了解决如何选取最优的履带机器人底盘相关参数的问题,创建一个包含履带底盘相关参数的通用履带机器人地面力学模型。选取在软地面进行转弯的履带机器人作为物理模型进行数学建模,在建模过程中,考虑履带推土阻力与地面摩擦力,并引入打滑速度,最终得到了履带转弯过程中所受阻力矩的数学模型。根据正在设计的履带机器人以及其工作环境路面的相关参数进行优化设计,得到了最优的履带宽度、接地长度与两条履带的间距。最后,根据所得到的结果进行了样机的试制与试验,所得结果与理论计算结果相接近。结果表明,所创建的履带机器人通用地面力学模型在进行机器人底盘设计时具有一定的理论指导意义。     

变电站接地网优化设计

在不等电位数学模型下,以网内最大接触电压差为目标函数,使用接地网工频参数计算软件得到了一种均匀土壤结构下接地网导体最优布置方案。优化结果表明,与DL/T621-1997中给出的接地网不等间距布置相比较,故障电流入地点处导体得到了充分利用,相应地减小了边缘导体泄漏电流,改善了土壤表面的电位分布,使接地系统的安全性得到明显提高。     

轮胎与土壤变形的试验研究

车轮的下陷和轮胎的变形,对汽车的动力性和行驶经济性有重要影响。测试轮胎和土壤的变形是研究轮胎接触地面的形状、压力分布、滚动阻力等的主要环节,而变形传感器则是这一研究需用的手段。本文论述了轮胎变形和车轮下陷传感器的研制,并在静、动态试验中对轮胎变形与充气压力间的关系,作了初步分析。     

环形腔多油垫静压推力轴承热变形

高速重载工况下立式车床静压支承摩擦副的热变形对油膜形状有很大影响,会导致油流状态、基本假设和边界条件都发生很大变化,难以用经典润滑理论性能计算公式来精确预测油膜的润滑性能。针对此问题,基于流固耦合方法对静压推力轴承工作台和底座的热变形进行了模拟仿真,揭示其变形分布规律。研究了环形腔多油垫静压推力轴承热变形与转速的关系,获得了考虑热变形影响的油膜润滑性能预测模型,并进行了验证试验,仿真结果与试验数据基本一致。本文所得结论可为静压推力轴承散热结构的设计、润滑和解决变形问题提供理论依据。     

基于土壤坚实度的仿形弹性镇压辊镇压力实时测量方法

针对镇压作业过程中镇压力实时监测困难且测量不准确的问题,提出了一种基于土壤坚实度的仿形弹性镇压辊镇压力实时测量方法。该方法通过在不同土壤干基含水率(13.9%d.b.,21.2%d.b.和27.8%d.b.)条件下进行镇压辊镇压试验及静态压板试验,分别建立土壤坚实度与镇压辊偏心量、土壤坚实度与静态压强之间的数学模型,利用土壤坚实度的等价关系,建立仿形弹性镇压辊偏心量与镇压力之间的数学模型。本文数学模型可以实现对镇压力的准确量化和实时测量,为镇压作业时对镇压辊的调整提供了技术支撑。     

QUY50A液压履带起重机提升机构液压系统动态仿真

通过取一定工况 ,在液压履带起重机提升机构液压元件数学模型的基础上 ,建立了液压系统的数学模型 ,得到输入输出传递函数 ,简化传递函数 ,系统仿真采用状态空间法研究其过渡过程品质。仿真过程中确定了各主要参数 ,且通过改变一些参数来研究系统的动态特性。并在样机上进行了实验验证 ,研究结果表明实验和仿真结果动态曲线比较吻合。因此提升机构液压系统建模、仿真可作为今后液压履带起重机液压系统改进、设计的依据。对提升机构液压系统动态特性的研究 ,同样也适合履带起重机其它液压系统 ,对其它工程机械液压系统提供借鉴     

连续雷电冲击下典型杆塔接地装置冲击接地电阻分析

为分析连续雷电冲击下杆塔接地装置的冲击特性,对不同土壤、材料及形状的典型接地体进行连续冲击试验。在连续脉冲冲击下,随着冲击脉冲时间间隔的增大,二次冲击接地电阻由土壤击穿时的较低值增大,逐渐恢复到单脉冲冲击接地电阻;但在一定的时间间隔范围内,含水量较少的土壤中接地装置的二次冲击接地电阻明显大于单脉冲冲击接地电阻;不同形状及不同材料接地体的二次冲击接地电阻不同。在杆塔接地设计时应考虑连续雷电冲击下冲击接地电阻增大现象,综合考虑接地体的材料及其形状。基于实验结果,提出连续雷电冲击下杆塔接地系统的ATPDraw仿真建模方法,该方法能较好地模拟冲击接地火花效应和土壤击穿后土壤电阻率恢复过程。     

上覆CRSS快速固化淤泥硬壳层厚度对淤泥地基承载特性的影响

复合型早强土壤固化剂（CRSS）具有快凝高强特性,利用自主研发的CRSS固化剂对表层淤泥快速固化并作为上覆硬壳层,通过模型试验研究不同上覆硬壳层厚度（3、6、9、12 cm）条件下硬壳层破坏形式、p-s曲线特性、弯沉盆形状以及土压力分布规律,在现有弯沉盆变形理论基础上,结合试验结果,对弯沉盆变形形状函数进行修正。研究结果表明：随硬壳层厚度增大,硬壳层破坏形式由对折破坏过渡到冲切破坏;硬壳层厚度越大,扩散作用越明显,极限承载力越高,沉降相应增大;与荷载板中心点不同距离的沉降位移可用弯沉盆形状描述,提出了修正的对数弯沉盆假设变形计算公式,比线性弯沉盆假设变形计算公式更合理;土压力从中心向外呈下降趋势,沿深度方向逐渐减小;随硬壳层厚度增大,土压力分布更均匀。     

QUY50A液压履带起重机提升机构液压系统动态仿真

通过取一定工况，在液压履带起重机提升机构液压元件数学模型的基础上，建立了液压系统的数学模型，得到输入输出传递函数，简化传递函数，系统仿真采用状态空间法研究其过渡过程品质，仿真过程中确定了各主要参数，且通过改变一些参数来研究系统的动态特性，并在样机上进行了实验验证，研究结果表明实验和仿真结果动态曲线比较吻合，因此，提升机构液压系统建模，仿真可作为今后液压履带起重机液压系统改进，设计的依据，对提升机构液压系统动态特性的研究，同样也适合履带起重机其它液压系统，对其它工程机械液压系统提供借鉴。     

履带车辆行驶阻力的研究

本文通过对单块履带板滑动下陷试验研究,提出了疏松干砂滑动下陷的经验公式,并在此基础上建立了履带车辆的下陷理论预测式。同时还通过对履带车辆行驶阻力的理论分析,建立了包括滑动下陷影响在内的履带车辆行驶阻力的数学模型。整车在疏松干砂上试验表明,车辆下陷、行驶阻力的预测值与实测值有一致的趋势。     

点支承推力轴承轴瓦最佳支点位置研究

为了研究轴瓦最佳支点位置分布,依据润滑理论,建立了点支承推力轴承流体润滑数学模型,采用数值分析方法,计算分析了轴承润滑性能随轴瓦支点位置的变化关系,确定了不同工况和轴瓦尺寸下轴瓦最佳支点位置,给出了最佳支点位置的分布规律。计算结果表明:合理的轴瓦支点位置能显著提升轴承的润滑性能。最佳支点位置在轴瓦径向方向上偏向轴瓦外侧,其径向偏心率随比压、转速和长宽比的增加而减小,随轴瓦变形量的增加而增大;最佳支点位置在轴瓦周向方向上偏向轴瓦出油边,其周向偏心率随转速和长宽比的增加而增大,随比压和轴瓦变形量的增加而减小。     

考虑土壤剪切变形的铰接式履带车辆转向性能

为了准确计算求解铰接式履带车辆行驶转向过程中的运动学和力学相关参数,在综合考虑土壤剪切变形和履带滑移/滑转的基础上,采用数学建模的方法建立了铰接式履带车辆行驶转向过程中转向液压缸的运动学模型、转向液压缸的力学模型、铰接式履带车的运动学模型以及履带与地面之间的力学模型;从理论上推导出铰接式履带车行驶转向过程中转向液压缸的角速度、角加速度以及转向半径、履带受到的土壤剪切阻力、转向阻力矩等参数的计算公式,并以某一具体车型为例进行了求解分析。最后采用虚拟样机对所建立的运动学和力学模型进行了验证。该研究成果能为铰接式履带车辆的平稳转向控制以及铰接机构的结构优化等提供理论依据。