輪式滑移轉(zhuǎn)向車輛動態(tài)功率流分析與試驗(yàn)研究

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1、作者姓名任峰論文分類號TH137.1保密級別公開研究生學(xué)號2012411023學(xué)位類別工學(xué)博士授予學(xué)位單位吉林大學(xué)培養(yǎng)單位（院、所、專業(yè)名稱機(jī)械電子工程機(jī)械科學(xué)與工程學(xué)院中心）流體傳動2012年9月研究方向?qū)W習(xí)時(shí)間與電液控制至2015年6月論文中文題目輪式滑移轉(zhuǎn)向車輛動態(tài)功率流分析與試驗(yàn)研究AnalysisandExperimentalResearchontheDynamic論文英文題目PowerFlowofWheeledSkidSteeringVehicle輪式滑移轉(zhuǎn)向動態(tài)功率流地面力學(xué)多物理場耦合分關(guān)鍵詞(3-8個(gè))析負(fù)載特性姓名曾平職稱教授導(dǎo)師

2、情況學(xué)歷學(xué)位博士工作單位吉林大學(xué)論文提交日期2015年6月8日答辯日期2015年06月06日是否基金基金類別否資助項(xiàng)目及編號如已經(jīng)出版，請?zhí)顚懸韵聝?nèi)容出版地（城市出版者（機(jī)構(gòu)）名稱名、省名）出版日期出版者地址（包括郵編）摘要輪式滑移轉(zhuǎn)向車輛是指依靠車輛兩側(cè)輪胎速度差進(jìn)行轉(zhuǎn)向的車輛。由于輪式滑移轉(zhuǎn)向車輛具有結(jié)構(gòu)簡單、響應(yīng)快速、高靈活性、高魯棒性等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于軍事、農(nóng)業(yè)、科技、星球探測、野外科考等領(lǐng)域。目前已由最初的月球車、偵查機(jī)器人、巡邏機(jī)器人等領(lǐng)域，過渡到了全地形車、越野工程車等領(lǐng)域。然而，目前研究輪式滑移轉(zhuǎn)向越野工程車輛的研究成果較少。隨著輪

3、式滑移轉(zhuǎn)向越野工程車應(yīng)用越來越廣，對輪式滑移轉(zhuǎn)向越野工程車輛的研究具有重要的理論價(jià)值和應(yīng)用前景。論文針對目前關(guān)于輪式滑移轉(zhuǎn)向越野工程車輛研究較少的現(xiàn)狀。在國內(nèi)某大型機(jī)械集團(tuán)公司的資助下，本文以輪式滑移轉(zhuǎn)向車輛動態(tài)功率流為主要研究內(nèi)容，對相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行深入的研究。本文建立了輪式滑移轉(zhuǎn)向車輛的功率流理論模型。推導(dǎo)了車輛的行走系統(tǒng)、工作系統(tǒng)、補(bǔ)油系統(tǒng)的功率特性。從理論上分析了輪式滑移轉(zhuǎn)向車輛整機(jī)的力學(xué)特性、速度特性、功率特性。由于當(dāng)車輛高速運(yùn)動時(shí)，會產(chǎn)生離心力，使車輛產(chǎn)生滑移，為此也建立了車輛在高速轉(zhuǎn)向時(shí)的功率模型。研究了輪式滑移轉(zhuǎn)向車輛在轉(zhuǎn)向過程中的輪

4、地相互作用，基于地面力學(xué)理論，建立了輪式滑移轉(zhuǎn)向車輛動力學(xué)理論模型。改變了目前分析輪式滑移轉(zhuǎn)向車輛照搬履帶車輛行駛理論的現(xiàn)狀，為分析輪式滑移轉(zhuǎn)向車輛性能提供了理論依據(jù)。利用該理論可以定性的對輪式滑移轉(zhuǎn)向車輛性能進(jìn)行分析與預(yù)測。試驗(yàn)是車輛性能研究的基礎(chǔ)，在對輪式滑移轉(zhuǎn)向車輛分析的基礎(chǔ)上進(jìn)行試驗(yàn)設(shè)計(jì)。利用試驗(yàn)定量的分析了車輛的整機(jī)的功率特性。針對單邊轉(zhuǎn)向、雙邊轉(zhuǎn)向、直線行駛、聯(lián)合鏟裝四個(gè)工況，從各子系統(tǒng)的壓力、流量、功率、功率占比四個(gè)角度進(jìn)行分析。利用AMESim、Motion軟件平臺建立了輪式滑移轉(zhuǎn)向車輛的多物理場耦合分析模型，特別是將車輛輪胎動力學(xué)理

5、論，引入到工程車輛。通過仿真模型對車輛的單邊轉(zhuǎn)向、雙邊轉(zhuǎn)向、直線行駛?cè)齻€(gè)工況進(jìn)行仿真分析。通過與試驗(yàn)測試結(jié)果的對比可知，該模型準(zhǔn)確可靠。由于液壓管路對車輛系統(tǒng)的動態(tài)特性有較大影響，故對車輛的某些典型管路進(jìn)行仿真分析，并通過試驗(yàn)測試進(jìn)行了驗(yàn)證。該多物理場耦合分析模型，為設(shè)計(jì)人員提供一種輪式滑移轉(zhuǎn)向車輛高效的設(shè)計(jì)工具。I根據(jù)理論分析可知，影響車輛動態(tài)性能的因素有很多，其中車輛的軸距、重心、輪距影響尤為重要。利用多物理場耦合模型對影響輪式滑移轉(zhuǎn)向車輛的關(guān)鍵因子進(jìn)行分析。分別改變車輛的重心位置、輪距與軸距大小，對車輛進(jìn)行動力學(xué)分析。得到改變車輛幾何參數(shù)后，系

6、統(tǒng)的運(yùn)動學(xué)特性、負(fù)載特性、功率特性。并通過功率分布曲線分析了各子系統(tǒng)的功率占比。為了進(jìn)一步驗(yàn)證多物理場耦合分析模型的通用性，本章最后利用該模型對另一款滑移轉(zhuǎn)向車輛進(jìn)行了仿真分析，并通過試驗(yàn)測試進(jìn)行了驗(yàn)證。關(guān)鍵詞：輪式滑移轉(zhuǎn)向，動態(tài)功率流，地面力學(xué)，多物理場耦合分析，負(fù)載特性IIAbstractWheeledskidsteeringvehiclesteersdependingonthespeeddifferencebetweenbothsidesofthevehicletire.Wheeledskidsteeringvehicleiswidelyuse

7、dinmilitary,agriculture,scienceandtechnology,planetaryexploration,fieldresearch,etcbecauseofsimplestructure,fastresponse,highflexibilityandhighrobustness.Bynowithaspassfromlunarrover,detectingrobotandthepatrolrobottoallterrainvehicle,offroadvehicle.However,theresearchresultsofw

8、heeledskidsteeringoffroadvehiclesislessatpresent.Witht