兵工学报 ›› 2024, Vol. 45 ›› Issue (3): 925-933.doi: 10.12382/bgxb.2022.0772
闫清东1,2, 朱明1, 魏巍1,2,*(), 刘城1, 王美伟1
收稿日期:
2022-09-02
上线日期:
2022-12-12
通讯作者:
基金资助:
YAN Qingdong1,2, ZHU Ming1, WEI Wei1,2,*(), LIU Cheng1, WANG Meiwei1
Received:
2022-09-02
Online:
2022-12-12
摘要:
车轮与雪壤交互作用是车辆在高原、极地等环境下安全行驶的基础。为构建准确表征车轮与雪壤接触过程的车轮-雪壤交互动态模型,建立圆盘加载仿真模型,获取典型雪壤的压力-沉陷关系;基于硬质雪壤建立车轮-雪壤交互数值仿真模型,对车轮-雪壤交互接触作用力进行数值仿真。利用圆盘加载试验结果和实车试验结果,对建立的数值模型进行有效性验证。基于车轮-雪壤交互平均接触应力关系建立车轮-雪壤交互接触作用力解析模型,利用仿真结果对解析模型进行验证。研究结果表明:半无限区域下的圆盘加载数值仿真模型能够有效反映雪壤的压力-沉陷特性,车轮-雪壤交互数值仿真结果与实际车轮行驶的下陷量、运动阻力系数有较好的一致性;车轮行驶滑移率为正时,车轮载荷-沉陷关系和车轮-雪壤交互接触作用力趋于稳定,车轮行驶滑移率为负时,车轮下陷量变大,由此导致垂向支持力正应力部分和运动阻力增加;车轮行驶滑移率为正时,车轮-雪壤交互解析模型可以准确预测车轮-雪壤交互接触作用力的变化趋势。
中图分类号:
闫清东, 朱明, 魏巍, 刘城, 王美伟. 半无限区域雪壤与车轮交互作用接触动力学特性分析[J]. 兵工学报, 2024, 45(3): 925-933.
YAN Qingdong, ZHU Ming, WEI Wei, LIU Cheng, WANG Meiwei. Analysis of Contact Dynamics Characteristics of Tire-snow Interaction in Semi-infinite Snow Region[J]. Acta Armamentarii, 2024, 45(3): 925-933.
参数 | 数值 |
---|---|
杨氏模量E/Pa | 13.79×106 |
泊松比ν | 0.3 |
Drucker-Prager内聚力d/Pa | 5 000 |
Drucker-Prage摩擦角β/(°) | 22.53 |
Cap偏心率R | 0.02 |
初始屈服面位置 |0 | 0.001 |
过渡面半径α | 0 |
应力流率K | 1 |
密度ρ/(kg·m-3) | 200 |
表1 雪壤MDPC材料参数
Table 1 Material parameters of snow MDPC
参数 | 数值 |
---|---|
杨氏模量E/Pa | 13.79×106 |
泊松比ν | 0.3 |
Drucker-Prager内聚力d/Pa | 5 000 |
Drucker-Prage摩擦角β/(°) | 22.53 |
Cap偏心率R | 0.02 |
初始屈服面位置 |0 | 0.001 |
过渡面半径α | 0 |
应力流率K | 1 |
密度ρ/(kg·m-3) | 200 |
静水压力/Pa | 塑性体积应变 |
---|---|
113.76 | 0 |
0.05×106 | 0.593 |
0.1×106 | 0.669 |
0.2×106 | 0.806 |
0.5×106 | 0.944 |
1.0×106 | 1.083 |
2.0×106 | 1.299 |
2.8×106 | 1.455 |
3.25×106 | 1.475 |
6.0×106 | 1.5 |
6.0×107 | 1.514 |
表2 雪壤的硬化参数
Table 2 Hardening parameters of snow
静水压力/Pa | 塑性体积应变 |
---|---|
113.76 | 0 |
0.05×106 | 0.593 |
0.1×106 | 0.669 |
0.2×106 | 0.806 |
0.5×106 | 0.944 |
1.0×106 | 1.083 |
2.0×106 | 1.299 |
2.8×106 | 1.455 |
3.25×106 | 1.475 |
6.0×106 | 1.5 |
6.0×107 | 1.514 |
图2 圆盘加载仿真实验(圆盘半径从左至右依次分别为0.125m、0.150m、0.175m)
Fig.2 Simulation experiment of disk loading(the radius from left to right is 0.125m, 0.150m and 0.175m respectively)
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doi: 10.1016/0022-4898(95)00005-L URL |
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