履带式双节车体转向阻力分析研究

田军　张海潮　蒋智金

摘要：履带式汽车是指用履带行驶系代替车轮行驶系的“汽车”。这种车对地面单位压力小，下陷小，附着能力强，行驶通过能力强。本文主要讲述的是对履带式双节车转向阻力的分析与研究。

关键词：履带式；双节车体；研究

一、转向阻力矩的确定

已知取前车可达最大质量M1=28t，后车可达最大质量M2=28t，g取9.8m/s2。因此G1=G2=284.2KN，

且有 ，各履带的参数如下表：

计算结果

将已知参数带入上述公式计算得：

履带侧面推土产生的力

模型建立

根据Beker推荐的压力沉陷关系，履带的沉陷量z为

式中 n——土壤的变形指数；

kc——土壤的内聚模量；

kφ——土壤的摩擦变形模量。

若忽略履带侧面刮起土堆的质量，履带侧面的受力如图1.1.1.1所示。履带两侧任一单位长度上的推土阻力R可从力的平衡式中得到

图中 N——下部土壤对楔形土的作用力；

C——土壤单位面积上的内聚力（）；

F——单位长度土楔重量；

R——单位长度推土阻力；

θ——破坏面角度；

φw——板壁摩擦角；

φ——土壤内摩擦角

因履带侧面刮起土堆的重力極小，故忽略不计。

受力分析

由图有

（1-6）

式中 γs——土壤容量

由式（1-6）解得（1-7）

由于R是θ的函数，R的最小值Rmin对应着一定的θ值，在此θ值时地面破坏，故侧面推土阻力产生的转向阻力为

（1-8）

侧面推土阻力产生的侧向力为

（1-9）

相关主要参数的选取：

表1.1.1.3履带侧面推土力的计算参数

路况 粘土 含水量 38%

n 0.5 kc 13.19 kN/mn+1

kφ 692.15kN/mn+2 C 4.14kPa

φ 13° γs 16 kN/m3

φw 13°

将以上参数带入Bekker公式有：

将参数带入（1-7）有：

对其进行通分简化，其简化模型为：

对其求导并令R=0，推导出当θ=14°时R取最小值，将求得的θ值再次带入R的计算式求得R的值为：

同理可求出

有（1-8）及（1-9）有：

转向

求取转向阻力矩

由转向受力图1.1.1.2知：