车辆及地面的关系.pptVIP

3、粉土 若土的塑性指数小于或等于10，粒径大于0.075mm的颗粒含量超过总量的50％，则该土属于粉土。 4、粘性土的分类 若土的塑性指数大于10，粒径大于0.075mm的颗粒含量不超过总量的50％，则该土属于粘性土。 在静水或缓慢的流水环境中沉积，经生物化学形成，其天然含水率大于液限、天然孔隙比大于或等于1.5的粘性土称为淤泥。 天然孔隙比小于1.5，但大于或等于1.0的粘性土称为淤泥质土。 粘土：Ip17 粉质粘土：10Ip17 土的工程分类 土力学中应力符号的规定 材料力学 + - + - 土力学 正应力 剪应力 拉为正 压为负 顺时针为正 逆时针为负 压为正 拉为负 逆时针为正 顺时针为负 ③均匀一致各向同性体 （土层性质变化不大时） ②线弹性体 （应力较小时） ①连续介质 （宏观平均） 碎散体 非线性 弹塑性 成层土 各向异性 Δσ ε εp εe 线弹性体 加载 卸载 土中应力的研究假定 实际 假定 土的非线性弹塑性应力应变曲线 通过土壤力学理论，得到与车辆行驶有关的土壤物理特性描述指标，土的力学特性：即土的承压特性和土的剪切特性。 德国R.伯恩斯坦用公式q＝KZ 1/2表示下陷量Z与单位接地面积压力q的关系（K为土壤变形模量），后来的研究者将公式普遍化为q＝KZn。 英国的E.W.E.迈克尔思韦特提出，车辆的最大驱动力F，可以从C.A.de库仑土壤剪切应力公式τ＝c＋qtgφ（c为土壤单位面积内聚力；φ为土壤内摩擦角）推导而得，即F＝cA+qAtgφ（A为接地面积）。 在加拿大国防部工作的M.G.贝克在此基础上进一步研究了土壤承载能力的稳定性，以及土壤塑性变形所引起的行驶阻力等问题，并提出更精确而普遍的公式 式中b为加载面积的宽度或半径；Kc、Kф分别为土壤内聚变形模量和摩擦变形模量；K2、K1为实际测定的系数；Ymax是τ的表达式右端括号内部分的最大值，当此值达到最大时就是库仑公式τ=c+qtgφ，即为产生剪应力τ的土壤变形量。此式主要用于粘性不大的土壤。后来贝克将行走过程分解为加载和剪切过程，分别用承压仪和剪切仪测量土壤的Kc、Kф、n、c、φ和K 6个参数，这6个参数称为贝氏值。 建立的车辆地面力学理论，主要研究各种越野车辆与地面、地形之间的关系。是一门以改进车辆设计提高其通过性的边缘学科。 它也是车辆学科研究者必须具备的知识和掌握的研究方法。 车辆地面力学的研究方法： 1、建立地面—车辆系统力学的理论。用土壤车辆力学的基本公式可以计算出车辆在不同的载荷和滑转系数下的驱动力、下陷量和滚动阻力，并推导出一些重要的新概念。 例如，在沙地（内聚力c=0）上车辆的最大驱动力只与其重量W(=qA)有关，而与接地面积A无关；在泥浆（摩擦角φ=0）上最大驱动力只与接地面积A有关，而与重量W无关。 又如对于接地面积A，如宽度大而长度小，则容易出现滑转，行驶效率不高。如窄长履带比宽短履带的牵引性能好…….。 贝克还从动物的运动方式和相应的能量消耗对比推论，认为列车式是越野车辆的合理的车辆形态。 根据这一理论研制出一些新车型，如在雪地行驶的囊式轮胎列车，在沼泽地行驶的无腹式履带车和间隔式履带板，螺旋推进式汽车，在月球上行驶的月球车(MO-LAB)等。在中国， 利用这一理论研制出机耕船、水田拖拉机等。 2、试验研究： 地面车辆力学从一开始就是一门理论与试验并重的学科。不断地用现场试验来校核、修正土壤车辆力学的基本公式。 常用方法：模型试验和因次分析法。用模型试验来寻求和验证地面与车辆性能间的相互关系。把自然物理现象中与车辆行驶过程有关的因素按一定比例缩小后，放到试验室的土槽中进行观察测量，然后再把结果按一定比例放大，从而得到产生于原型中的物理现象。这种方法可以很好地控制所有参数和试验条件，对于一些 简单的基本概念可以很快进行推断，并可消除或减少某些干扰因素。 模型试验的理论基础是因次分析。这种方法的主要问题是地面性质的模型化问题。 土壤的可行驶性是以额定圆锥指数来表示的，额定圆锥指数是圆锥指数与重塑指数的乘积。 圆锥指数：是用标准圆锥仪压入土壤测得的圆锥单位底面积上的平均压力。 重塑指数：是对细粒土壤进行重塑试验（将欲测土壤不经扰动装入一小圆筒，以规定的重锤自规定的高度落下，按规定次数来回捶击，称为重塑）。将重塑后的圆锥指数与重塑前的圆锥指数相比的值。 为了可与土壤比较，又为各种车辆定出车辆圆锥指数。 车辆圆锥指数：是车辆在同一车辙中通过50次后的土壤的最小额定圆锥指数。它受车重、行走机构类型、发动机功率、传动型式及地隙等因素的影响。 只要土壤的额