载荷装备通过软土地面会引起了软土地面的变形,车轮侵入软土的深度是软土地面装备通行性评估的重要参数。本文提出了连续-非连续单元法(Continuum-discontinuum Element Method,CDEM)与物质点法(Material Point Meth⁃od,MPM)耦合的数值...载荷装备通过软土地面会引起了软土地面的变形,车轮侵入软土的深度是软土地面装备通行性评估的重要参数。本文提出了连续-非连续单元法(Continuum-discontinuum Element Method,CDEM)与物质点法(Material Point Meth⁃od,MPM)耦合的数值计算方法,建立了车轮-软土地面耦合模型,模拟了车轮和软土地面相互作用过程,定量分析车轮载重、软土弹性模量、软土强度参数(黏聚力、摩擦角)与软土表面压应力、侵入深度等参数之间的关系,获得车轮侵入软土深度的变化规律。研究表明:软土侵入深度与车轮载重接近线性正相关,相对改变量约为179%;与弹性模量非线性负相关,相对改变量约为23%;与强度参数非线性负相关,相对改变量约为164%。当车轮载重一定时,非线性变化的车轮侵入深度对软土强度参数更敏感。建立强度参数(黏聚力、摩擦角)和侵入深度变化的三维关系,可为软土地面装备通行性评估中现场待测的关键参数提供理论依据。展开更多
越野车辆在软土路面上行驶时,其车轮-地面相互作用的动态力学行为极其复杂,车轮的下陷程度和通行能力均为车辆地面力学研究的重点。为探究车轮在软土路面通行时的动力学性能,本文提出了一种连续-非连续单元法(Continu⁃ous-discontinuous...越野车辆在软土路面上行驶时,其车轮-地面相互作用的动态力学行为极其复杂,车轮的下陷程度和通行能力均为车辆地面力学研究的重点。为探究车轮在软土路面通行时的动力学性能,本文提出了一种连续-非连续单元法(Continu⁃ous-discontinuous Element Method,CDEM)与颗粒离散元法(Discrete Element Method,DEM)相结合的耦合计算方法。该方法中,车轮采用CDEM单元进行描述,软土路面采用DEM颗粒进行描述,CDEM单元与DEM颗粒之间采用罚弹簧进行耦合,通过在车轮上施加动态扭矩,实现了车轮在软土路面上摩擦、滚动及前行过程的精确模拟。借助CDEM与DEM的耦合,探讨了车轮花纹、路障对车辆行驶过程中动力学行为的影响规律。研究结果表明:花纹车轮及光面车轮均在软土路面留下清晰可见的车辙;花纹轮胎较光面轮胎表现出更强的通行能力;花纹车轮转动速度较小,但其车轮平动速度远高于光面车轮,花纹车轮平动与其线速度之比约为12.78%,而光面车轮比值仅为2.80%;车轮在软土路面行驶过程中,相同质量下的光面车轮下陷深度远高于花纹车轮;车辆在含路障路面通行时,地面起伏度与车辆行驶能耗之间密切相关,起伏度越大,所需能量越大。展开更多
文摘载荷装备通过软土地面会引起了软土地面的变形,车轮侵入软土的深度是软土地面装备通行性评估的重要参数。本文提出了连续-非连续单元法(Continuum-discontinuum Element Method,CDEM)与物质点法(Material Point Meth⁃od,MPM)耦合的数值计算方法,建立了车轮-软土地面耦合模型,模拟了车轮和软土地面相互作用过程,定量分析车轮载重、软土弹性模量、软土强度参数(黏聚力、摩擦角)与软土表面压应力、侵入深度等参数之间的关系,获得车轮侵入软土深度的变化规律。研究表明:软土侵入深度与车轮载重接近线性正相关,相对改变量约为179%;与弹性模量非线性负相关,相对改变量约为23%;与强度参数非线性负相关,相对改变量约为164%。当车轮载重一定时,非线性变化的车轮侵入深度对软土强度参数更敏感。建立强度参数(黏聚力、摩擦角)和侵入深度变化的三维关系,可为软土地面装备通行性评估中现场待测的关键参数提供理论依据。
文摘越野车辆在软土路面上行驶时,其车轮-地面相互作用的动态力学行为极其复杂,车轮的下陷程度和通行能力均为车辆地面力学研究的重点。为探究车轮在软土路面通行时的动力学性能,本文提出了一种连续-非连续单元法(Continu⁃ous-discontinuous Element Method,CDEM)与颗粒离散元法(Discrete Element Method,DEM)相结合的耦合计算方法。该方法中,车轮采用CDEM单元进行描述,软土路面采用DEM颗粒进行描述,CDEM单元与DEM颗粒之间采用罚弹簧进行耦合,通过在车轮上施加动态扭矩,实现了车轮在软土路面上摩擦、滚动及前行过程的精确模拟。借助CDEM与DEM的耦合,探讨了车轮花纹、路障对车辆行驶过程中动力学行为的影响规律。研究结果表明:花纹车轮及光面车轮均在软土路面留下清晰可见的车辙;花纹轮胎较光面轮胎表现出更强的通行能力;花纹车轮转动速度较小,但其车轮平动速度远高于光面车轮,花纹车轮平动与其线速度之比约为12.78%,而光面车轮比值仅为2.80%;车轮在软土路面行驶过程中,相同质量下的光面车轮下陷深度远高于花纹车轮;车辆在含路障路面通行时,地面起伏度与车辆行驶能耗之间密切相关,起伏度越大,所需能量越大。
