大型双履带车辆转向性能的研究

结合露天矿用自移式破碎站实际工作特点,在考虑了履带车辆设备的偏心、履带的中心距、履带板的宽度和履带的接地长度等相关参数影响的前提下,进行了转向理论分析和驱动力计算,分析了履带驱动力与履带车辆设备的偏心、履带中心距、履带接地长度、履带板宽度、履带转弯半径之间的相互关系;明确提出了履带车辆再生功率产生的条件和变化规律,指出了履带车辆再生功率与履带车辆转弯半径的关系,研究结果对露天矿用履带车辆的设计有理论指导作用。     

基于打滑条件下的履带车辆转向分析

研究履带车辆转向性能时传统履带车辆转向理论不考虑履带接地段的滑转与滑移,计算结果与实际存在一定差别。在分析履带与地面相互作用的基础上,基于滑转滑移条件讨论履带车辆平稳转向的实际过程,导出了履带牵引力、制动力、转向阻力矩、转向半径和转向角速度的表达式,采用迭代法求其数值解,和传统转向理论的相关结果作了定量比较,并进行了实车试验。结果表明,考虑履带接地段打滑后相对转向半径约为不考虑打滑时的转向半径的1．5倍,即约为履带车辆接地长L与履带中心距B之比,转向角速度约为不考虑打滑时的2／3,考虑履带接地段打滑时转向半径与转向角速度同实车试验测定的数据相比误差在3％左右。表明建立的考虑履带打滑时的转向模型更符合履带车辆转向实际。     

主从履带复合式越障机器人Recurdyn行走研究

为了研究主从履带复合式越障机器人的行走系统的稳定性和可靠性,在开发设计的主从履带复合式越障机器人虚拟样机的基础上,对其履带行走系统的力学系统进行原理分析,随后在多体动力学软件Recurdyn环境中设置各种实际参数,对主从履带复合式越障机器人虚拟样机在平地路面环境中的行走状态进行了仿真分析。从仿真结果中可以得出其基本行驶数据等,这些数据充分验证了该样机模型的正确性、可靠性与稳定性,同时研究结果为优化履带系统的结构奠定了理论基础。     

小型非开挖施工钻孔履带行走机构的优化设计

小型非开挖钻孔装置履带行走机构的设计,涉及到钻孔装置牵引力大小和生产效率。以履带不出现打滑现象为约束条件,牵引力最大为目标函数,通过对非开挖钻孔装置履带行走机构关键技术参数的研究,构建了履带行走机构的优化设计模型,并进行了实例优化设计,为其实际应用奠定了理论基础。     

履带车辆转向性能参数分析与试验研究

履带车辆转向性能试验研究是分析履带车辆转向特性,验证履带车辆转向理论的重要技术手段。针对当前缺乏准确、高效的履带车辆转向性能试验方法与测试手段的研究现状,根据履带车辆转向运动学、动力学参数之间的相互关系,系统全面分析各转向性能参数的测试及获取方法。在此基础上,提出采用基于GPS原理的转向性能测试系统测量转向轨迹的方法获得履带车辆的实际转向半径,并结合NI测试系统、存储式转速、转矩仪等装置,实现了多个转向半径下,履带车辆转向运动学、动力学参数的不间断测试,显著提高了转向性能参数的测试效率及精度。对试验仪器设备使用、试验数据处理过程进行详细论述,重点解决了多套试验装置所采集数据的截断与同步的关键问题。进行试验结果的分析及与理论模型计算结果的对比研究。为开展履带车辆的转向性能试验测试及转向理论模型验证提供了重要的技术方法。     

考虑履带滑动的履带车辆转向载荷比分析与验证

为研究高速履带车辆稳态转向载荷比的变化规律,根据履带车辆转向过程中履带与地面之间的剪切应力-剪切位移关系,建立了稳态转向平衡方程和稳态转向载荷比模型。分析了履带车辆转向功率及整车转向载荷比随转向半径的变化规律,履带滑动对转向载荷比影响。最后对某高速履带车辆开展了稳态转向试验,进行数据处理和对比验证。结果表明:整车转向载荷比试验数据与理论计算结果有很好的一致性,验证了转向载荷比模型的准确性。     

掘进机履带板结构的优化及校核

针对掘进机在巷道掘进过程中出现履带打滑和淤泥堆积的问题,在分析造成上述问题原因的基础上,提出将履刺倾斜布置安装于履带的思路,并对优化后履带结构与地面附着力及其自动排淤功能进行验证,得出优化后的履带结构的强度及啮合力均能够满足实际生产需求的结论,为履带板结构的改进奠定了理论基础。     

基于接口的多领域协同仿真技术在履带车辆中的应用研究

静强度设计理论不能反映履带车辆在实际任务剖面所承受的交变动载荷,具有很大的局限性,故对其进行可靠性研究及剩余寿命预测有很大的困难,这在一定程度上影响了履带车辆性能的发挥。将基于接口的多领域协同仿真与履带车辆进行有机结合,建立了其对应的流程图,基于行驶仿真试验基础上对履带车辆进行寿命预测及结构优化方面的研究,并用一实例证明了此方法的可行性。基于接口的多领域协同仿真在履带车辆中的应用研究,不仅解决了由于履带车辆任务剖面复杂而导致的技术难题,还紧密的与工程应用相联系,有很重要的实用意义。     

滑动式履带行走系统动力学建模方法与试验

针对地下矿井的特殊工况,对滑动式履带行走系统的运行行为进行研究。以连续采煤机为研究对象,分析其滑动式履带与地面的交互作用以及履带系统内部各部件接触特性,建立滑动式履带系统多体交互力学模型,模拟煤岩黏土路面和导轨摩擦滑动运行状态,得到不同张紧位移下的牵引力、支持力等履带系统运行参数,并对其特征数据进行提取与折算,间接获得整机的行走总功率。在此基础上,对连续采煤机进行了井下实地试验,获取了实际运行状态下的功率时程曲线。研究结果表明,仿真折算功率在试验结果的实测功率数量级的许可范围内。该研究为履带系统结构优化和功率匹配提供了可靠的依据和有效的路径。     

滑动式履带行走系统动力学建模方法与试验

针对地下矿井的特殊工况,对滑动式履带行走系统的运行行为进行研究。以连续采煤机为研究对象,分析其滑动式履带与地面的交互作用以及履带系统内部各部件接触特性,建立滑动式履带系统多体交互力学模型,模拟煤岩黏土路面和导轨摩擦滑动运行状态,得到不同张紧位移下的牵引力、支持力等履带系统运行参数,并对其特征数据进行提取与折算,间接获得整机的行走总功率。在此基础上,对连续采煤机进行了井下实地试验,获取了实际运行状态下的功率时程曲线。研究结果表明,仿真折算功率在试验结果的实测功率数量级的许可范围内。该研究为履带系统结构优化和功率匹配提供了可靠的依据和有效的路径。     

路面激励下的履带车辆负重轮动载荷研究

履带车辆负重轮动载荷的大小直接影响车辆附着性能及牵引性能。在计及履带车辆前后轮输入变时差相关性和左右轮输入相干性的基础上,建立履带车辆整车负重轮动载荷理论估算模型。基于多体动力学软件RecurDyn,建立履带车辆多体动力学模型并进行模型验证。基于履带车辆负重轮动载荷理论估算模型及履带车辆多体动力学模型,分别开展行驶速度、路面不平度及履带板参数对负重轮动载荷的影响分析。研究表明:随着行驶速度的提高和路面不平度的增大,负重轮动载荷及动载系数近似线性增大;随着履带板宽度的增大,负重轮动载荷先减小后增大;随着履带板厚度的增大,负重轮动载荷呈线性增大。该研究结论为履带车辆附着性能分析以及结构优化设计提供了理论基础。     

某高速履带式装甲车悬挂系统动力学仿真

基于多刚体动力学理论建立了高速履带车辆悬挂系统与地面作用的动力学模型,基于贝克理论建立路面,研究了高速履带车辆在工况为爬行60°坡时悬挂系统的动力学响应问题,分析了车辆爬60°坡在2种不同路面上左、右履带的平均转矩,并且和计算求得理论转矩进行比较,分析得出仿真数据和理论数据误差率在5%内,模型特别考虑了履带对履带车辆动力学响应的影响.     

螺杆式履带调整器曲轴有限元分析

曲轴是螺杆式履带调整器重要的零部件之一,然而在实际使用过程中因为其重量较大出现不便于安装和维修等现象,为解决这一问题,研制出质量较轻、结构合理的螺杆式履带调整器,文中以螺杆式履带调整器曲轴为研究对象,在力学分析的基础上采用有限元分析方法对曲轴进行了强度计算和分析,得到了其应力分布云图,并基于计算结果对该零件结构提出了改进建议。     

高速履带车辆履带销耳挂胶衬套拉压能耗研究

在高速履带车辆行驶过程中履带销与履带板之间有橡胶衬套的扭转和拉压变形导致的能量损耗,在履带车辆推进系统功能耗占比最大,而橡胶衬套受拉压变形导致的能量损耗研究甚少,因此需要对该部分能耗进行展开研究。针对履带销挂胶衬套的拉压滞后进行了理论建模分析,得出了拉压滞后能量损失的计算表达式;根据实验参数进行参数识别;最后通过比较得知不同频率下衬套的拉压能耗的数值解析结果与实验结果规律基本一致,且平均误差小于8%,所建立数值解析计算模型可满足工程应用的精度要求。     

履带车辆液压机械差速转向机构转向性能研究

采用机械系统动力学分析与建模通用方法,考虑车辆转向时履带滑转（滑移）及转向中心偏移等因素,在对车辆转向受力状况进行分析与计算的基础上,建立了履带车辆液压机械差速转向机构转向动力学模型,采用Newton-Raphson方法对模型进行了求解。根据提出的转向性能评价指标,结合实例样车,采用仿真与试验方法研究了履带车辆转向性能,行驶试验的结果表明,所建模型能反映履带车辆转向性能的变化趋势。研究结果为履带车辆液压机械差速转向机构设计及行驶控制提供了理论基础。     

大坡度履带台车重心对车辆性能的影响研究

履带台车重心位置作为影响自身性能的重要因素,对提高履带台车行驶和工作下的稳定性能发挥着重要作用。为深入研究不同重心位置给履带台车工作性能带来的影响,以车辆地面力学理论、多刚体建模理论为基础,通过建立履带台车动力学模型,然后以GLCS16-2型号的台车参数作为输入,利用AMESim软件建立仿真模型,从而对模型进行验证。通过仿真实验结果看出,当履带台车中心位置高度在1.1m的时候,履带台车振动幅度最小,此时台车越稳定。     

高速履带车辆斜坡转向动力学过程仿真

在考虑高速履带车辆转向离心力和履带滑移的条件下,为了准确分析高速履带车辆在斜坡转向过程中履带径向摩擦力与动态张紧力的变化规律及影响因数,建立了多体系统动力学仿真模型。通过对仿真结果分析得到,分别在不同行驶速度、转向半径、斜坡角度条件下,径向摩擦力大小与运动方位角的变化规律;并得到履带动态张紧力随车辆方位角的变化关系曲线,以及车辆行驶速度与斜坡坡度对履带张紧力的影响规律。通过仿真值与理论值的拟合,文中所建立的多体系统动力学模型具有较好的准确性,对今后研究履带车辆转向过程控制提供理论支持。     

履带车辆系统刚柔耦合动力学建模及分析

为准确预测履带车辆动态行驶特性,充分考虑了履带非线性因素和地面变形对行驶性能的影响,在贝克理论的基础上建立了履带车辆系统刚柔耦合动力学模型,并在两种路况下进行了算例仿真。结果认为:当履带车辆通过平坦路面时,车辆前进速度和驱动轮角位移迅速从初始值上升到最大值,当驱动轮扭矩保持在6000时,车辆前进速度从指数级上升转为指数级衰减,并且车辆打滑率随着驱动轮扭矩的增大而增加;当通过正弦路面时,车辆动力学特性呈现上下振荡的稳定状态。研究结果为履带车辆行驶特性的准确预测提供了一种新的方法参考。     

离心力影响条件下的履带车滑移转向性能分析

针对传统履带车转向力学模型不考虑离心力的影响,为了准确计算履带车实际转向过程中的各个转向性能参数,在深入研究履带车转向机理的基础上,建立了综合考虑离心力和履带滑移/滑转等影响因素下的履带车转向数学模型,并以某一具体车型为例进行了数值求解。研究结果表明:车辆转向过程中产生的离心力会对转向性能产生影响,与传统转向模型分析结果相比,考虑离心力影响时的履带接地段压力呈现梯形状分布并非传统上认为的均匀分布;车辆在黏性度大的土壤上行驶时履带的滑移/滑转也会影响转向性能。实车试验也验证了模型的正确性。该研究成果为履带车的设计与优化以及平稳转向控制等提供理论依据。     

基于模糊PID的动态履带张紧力控制系统研究

履带张紧力是影响履带可靠性的主要因素,保持履带张紧力的稳定性有利于提高履带服役寿命,使整车在越野工况中发挥出优越的性能。在对托带轮、负重轮、诱导轮以及履带张紧器的几何关系及受力分析的基础上,建立了履带张紧力的理论估算模型,通过与多体动力学仿真结果进行比较,验证了履带张紧力理论估算模型的正确性。在此基础上,基于模糊比例-积分-微分（proportional-integral-derivative,简称PID）控制理论设计了一种履带张紧力控制系统,可通过转动诱导轮曲臂来调整履带的松紧度。仿真结果表明：该控制系统能够快速、准确地达到期望履带张紧力,可有效地抑制车体振动的情况及托带轮所受履带的冲击载荷,增加了履带车辆行驶的可靠性。与传统的诱导轮固定方式相比,该控制系统可有效降低接地段履带的动态张力,且没有加剧履带脱轮的风险。