?全地形動(dòng)力學(xué)性能

       隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，描述全地形動(dòng)力學(xué)性能的復(fù)雜微分方程組可以快速求解，因此可以把構(gòu)成履帶運(yùn)輸車的各個(gè)部件通過各種約束組合起來，運(yùn)用多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的理論和方法求解約束方程和動(dòng)力學(xué)方程，即可獲得履帶運(yùn)輸車的動(dòng)力學(xué)性能。④車廂結(jié)構(gòu)及整機(jī)布局應(yīng)優(yōu)化設(shè)計(jì)，提高運(yùn)輸機(jī)的通用性、適應(yīng)性和降低使用成本。國(guó)外履帶運(yùn)輸車動(dòng)力學(xué)發(fā)展較為成熟，根據(jù)研究的目的不同，建立了平穩(wěn)性分析模型，轉(zhuǎn)向性分析模型和三維模型等。1976 年 Murphy N R 和 Ahlvin R B 提出了 NRMM模型，是較早的履帶車模型。該模型將車體簡(jiǎn)化為剛體，將懸掛系統(tǒng)簡(jiǎn)化為平動(dòng)彈簧阻尼元件，負(fù)重輪由周向均布的徑向彈簧構(gòu)成，只能作垂直運(yùn)動(dòng)，相鄰負(fù)重輪輪心上也連接有彈簧，這樣當(dāng)一個(gè)負(fù)重輪相對(duì)車體有位移時(shí)，連接的彈簧將會(huì)使相鄰的負(fù)重輪運(yùn)動(dòng)，從而體現(xiàn)履帶對(duì)負(fù)重輪的托帶作用。

全地形動(dòng)力學(xué)性能 　　由于該模型細(xì)致的描述了履帶運(yùn)輸車各個(gè)部件之間及負(fù)重輪與地面之間的相互作用關(guān)系，能夠準(zhǔn)確預(yù)估車輛的平穩(wěn)性，因此被稱為平穩(wěn)性模型。全地形潤(rùn)滑：由于新的筆記本電腦汽車裝配零件配合間隙很小，各種各樣的原因更低的操作方法和自然條件，很難保證配合間隙的一致性，潤(rùn)滑油（脂）在摩擦表面形成油膜均勻，以防止磨損。1992 年 Ehlert W, Hug B 在試驗(yàn)的基礎(chǔ)上對(duì)三類常見的轉(zhuǎn)向模型—Hock 模型、IABG 模型以及 Kitano 模型進(jìn)行了修正，能較好的履帶運(yùn)輸車的轉(zhuǎn)向性能，Hock 模型認(rèn)轉(zhuǎn)向摩擦力是由履帶側(cè)滑引起的，而 IABG 模型還考慮了轉(zhuǎn)向時(shí)由于離心力引起的載荷轉(zhuǎn)移，外側(cè)履帶摩擦力大于內(nèi)側(cè)等因素對(duì)轉(zhuǎn)向力矩的影響，Kitano 模型不僅考慮了以上因素，還對(duì)轉(zhuǎn)向時(shí)履帶張力變化以及履帶周向滑動(dòng)的影響加以考慮。1994 年 Dhir A, Sankar S 建立了一個(gè)二維 2 N(2 為車身的垂直和俯仰，N為負(fù)重輪個(gè)數(shù))個(gè)自由度的履帶運(yùn)輸車模型，懸掛系統(tǒng)被簡(jiǎn)化為獨(dú)立的懸掛結(jié)構(gòu)，彈簧、阻尼為線性或非線性，假定履帶為無質(zhì)量連續(xù)的帶子，假定地面不變形，負(fù)重輪與履帶板的接觸?；癁檫B續(xù)徑向彈簧阻尼結(jié)構(gòu)。1998 年 Choi J H 等人運(yùn)用多體動(dòng)力學(xué)理論提出了一個(gè)三維履帶運(yùn)輸車模型，

全地形動(dòng)力學(xué)性能 　　該模型主要是針對(duì)低速履帶運(yùn)輸車，它將履帶運(yùn)輸車分解為三個(gè)運(yùn)動(dòng)學(xué)上解耦的子系統(tǒng)，子系統(tǒng)是由車體、主動(dòng)輪、誘導(dǎo)輪、托帶輪構(gòu)成，第二、三個(gè)子系統(tǒng)分別為左右兩側(cè)由剛性履帶板通過轉(zhuǎn)動(dòng)副連接而成的履帶環(huán)，該模型對(duì)行駛系的作用力進(jìn)行了比較細(xì)致的描述。2）后輪的設(shè)計(jì)為了方便越障，選擇三角輪，不僅越障能力好，而且設(shè)計(jì)得當(dāng)可以實(shí)現(xiàn)爬樓梯，但是在轉(zhuǎn)彎時(shí)不方便。如在分析履帶與主動(dòng)輪的嚙合力時(shí)，將履帶板和主動(dòng)輪齒的接觸分為齒面接觸和齒根接觸。由于該模型對(duì)履帶結(jié)構(gòu)特征刻畫得非常細(xì)致，計(jì)算量也相當(dāng)大。

　　國(guó)內(nèi)的履帶運(yùn)輸車動(dòng)力學(xué)研究始于 20 世紀(jì)八十年代，同樣經(jīng)歷了二維模型到三維模型的發(fā)展過程。2002年，北京理工大學(xué)韓寶坤，李曉雷等基于DADS建立了履帶運(yùn)輸車多體模型，并對(duì)其平穩(wěn)性進(jìn)行了分析。1980 年，北京工業(yè)學(xué)院魏宸官建立了全地形勻速轉(zhuǎn)向時(shí)，轉(zhuǎn)向的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)參數(shù)間的關(guān)系，給出了履帶運(yùn)輸車轉(zhuǎn)向時(shí)動(dòng)力學(xué)參數(shù)的求解方法。1987 年，吉林工業(yè)大學(xué)蘭鳳崇建立了履帶式集材車四自由度動(dòng)力學(xué)模型，包括車體和座椅垂直振動(dòng)，車體的縱向和橫向角振動(dòng)，但沒有考慮履帶的作用。1993 年，工業(yè)計(jì)算所的居乃俊應(yīng)用自行開發(fā)的車輛動(dòng)力學(xué)分析與模擬軟件 VDAS 對(duì)履帶運(yùn)輸車的平順性進(jìn)行了模擬分析，證明了該軟件的應(yīng)用價(jià)值，此時(shí)一些通用機(jī)械動(dòng)力學(xué)軟件如 ADAMS、DADS、DRAM 等在國(guó)外已得到一定的應(yīng)用，但是在國(guó)內(nèi)由于計(jì)算機(jī)軟、硬件環(huán)境的不足，應(yīng)用較少。2002 年，北京理工大學(xué)韓寶坤，李曉雷等基于 DADS建立了履帶運(yùn)輸車多體模型，并對(duì)其平穩(wěn)性進(jìn)行了分析。

履帶運(yùn)輸車動(dòng)力學(xué)性能 　　2004 年，北方車輛研究所王軍基于 ADAMS/ATV 建立了履帶運(yùn)輸車整車模型，在多種路面工況下進(jìn)行了仿。鋼絲拉繩的優(yōu)點(diǎn)是成本較低，具有廣泛的地域適應(yīng)性，特別在冬季寒冷的地區(qū)適應(yīng)性強(qiáng)。2005 年，北京理工大學(xué)宋晗利用 RecurDyn 建立了全地形的多剛體動(dòng)力學(xué)模型，分析了履帶動(dòng)態(tài)張緊力的變化情況。此后，主流多體多體動(dòng)力學(xué)軟件在國(guó)內(nèi)均得到了廣泛應(yīng)用，其中以 ADAMS/ATV 的應(yīng)用為成熟，成為了目前履帶運(yùn)輸車動(dòng)力學(xué)分析的主要工具。

小型農(nóng)用全地形帶來了什么樣的變化？

在水稻產(chǎn)區(qū)，農(nóng)民普遍使用一種新式農(nóng)用運(yùn)輸工具——小型農(nóng)用全地形，小型農(nóng)用履帶運(yùn)輸車具有自卸設(shè)計(jì)，可以在人行坡路上行走，大大改善了農(nóng)民挑物的艱辛，以運(yùn)輸代替挑擔(dān)，這樣極大的減輕了用戶的勞動(dòng)量，深受農(nóng)民歡迎。

　　水稻聯(lián)合收割機(jī)作業(yè)時(shí)，一般機(jī)上只能隨機(jī)帶三個(gè)袋子，這三個(gè)袋子裝滿后，收割機(jī)操作人員只能把袋子扔在收獲后的稻田里。1686年，牛頓針對(duì)低速物體碰撞問題將恢復(fù)系數(shù)定義為：碰撞前后的物體沿法向的相對(duì)速度之比。這樣，收獲后的稻田里就會(huì)有很多像棋子一樣分布擺放的水稻袋子。由于收獲后的稻田地大多比較潮濕，用輪式拖拉機(jī)運(yùn)輸會(huì)打滑或形成過深的車轍，造成陷車，不利于運(yùn)輸。

小型農(nóng)用全地形帶來了什么樣的變化？ 　　小型農(nóng)用履帶運(yùn)輸車的改制，實(shí)際是利用了半喂入式水稻聯(lián)合收割機(jī)的底盤部分，即：利用履帶式半喂入水稻聯(lián)合收割機(jī)的行走部分，包括底架總成、變速部分、傳動(dòng)總成和橡膠履帶部分（去掉收割、脫粒、清選和等號(hào)稈粉碎部分），再在底架上鋪設(shè)防滑鋼板，配上簡(jiǎn)單的操作裝置。但由于其同時(shí)忽略了摩擦，對(duì)于非光滑性質(zhì)的力學(xué)系統(tǒng)，Coulomb干摩擦作用會(huì)引起系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)方程出現(xiàn)不協(xié)調(diào)現(xiàn)象，如Painleve疑難問題和Kane動(dòng)力學(xué)之迷問題。

　　小型農(nóng)用履帶運(yùn)輸車是由農(nóng)機(jī)推廣站技術(shù)人員和當(dāng)?shù)剞r(nóng)民在履帶式半喂入水稻聯(lián)合收割機(jī)的基礎(chǔ)上改制的，經(jīng)過不斷地總結(jié)完善，2009年秋季正式投產(chǎn)。

小型農(nóng)用履帶運(yùn)輸車帶來了什么樣的變化？ 　　自打小型農(nóng)用全地形出現(xiàn)，每當(dāng)水稻收獲時(shí)，如果與水稻聯(lián)合收割機(jī)配套的是小型農(nóng)用全地形，就會(huì)有很多農(nóng)民用戶排隊(duì)訂活，而與拖拉機(jī)配套運(yùn)輸?shù)?，幾乎沒有用戶愿意訂活。

　　綜上所述，使用履帶式農(nóng)用運(yùn)輸車會(huì)給機(jī)手和用戶帶來非?？捎^的經(jīng)濟(jì)效益，也有很好的社會(huì)效益，且履帶式農(nóng)用運(yùn)輸車又有其他運(yùn)輸功能，應(yīng)該不斷地創(chuàng)新完善，大力推廣。

全地形橡膠履帶底盤的優(yōu)點(diǎn)及應(yīng)用領(lǐng)域

全地形橡膠履帶底盤本身就會(huì)占據(jù)很大的面積，車輪的寬度、厚度、重量，都不是一般底盤可以比擬，對(duì)地面的壓力很大，相應(yīng)的與地面的摩擦力也很強(qiáng)，可以提供強(qiáng)大驅(qū)使動(dòng)力。

全地形工作原理基本是這樣的：橡膠履帶底盤在車輪的外表面環(huán)繞循環(huán)履帶，使得車輪不用直接與地面接觸，較好的保護(hù)車輪保障。全地形建議機(jī)中，水泵、發(fā)電機(jī)、冷卻電扇共用一條皮帶，因此皮帶的松緊度直接影響到水泵、電扇、發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速。是循環(huán)履帶直接與地面接觸摩擦，在啟動(dòng)之后，通過驅(qū)動(dòng)輪帶動(dòng)履帶，當(dāng)車輪在履帶上按照驅(qū)使方向滾動(dòng)時(shí)，履帶就會(huì)先一步撲在地面上，從而車子就能正常行駛。

全地形橡膠履帶底盤所采用的設(shè)計(jì)方法其實(shí)就是在模仿坦克，就是在底盤的兩側(cè)設(shè)置一對(duì)可以驅(qū)動(dòng)的雙履帶，每個(gè)履帶機(jī)構(gòu)上都獨(dú)立安裝一個(gè)驅(qū)動(dòng)輪，使得每個(gè)部位都緊密相連，在驅(qū)動(dòng)時(shí)共同帶動(dòng)車輪向前移動(dòng)。

全地形履帶底盤在應(yīng)用領(lǐng)域并沒有十分廣泛，針對(duì)的就是一些場(chǎng)合，比如說在國(guó)家有什么重要的儀式上，就會(huì)有很多的人民子弟兵開著坦克車給展示軍事力量。該模型一般假定變形限制在接觸區(qū)的鄰域，彈簧接觸力根據(jù)Hertz接觸規(guī)律確定，通過一個(gè)與彈簧平行的阻尼器考慮接觸過程中碰撞體彈性波的影響。這種在前進(jìn)的時(shí)候不會(huì)發(fā)生哄哄的響聲，對(duì)地面產(chǎn)生的振動(dòng)也很小，里面的座椅是十分舒服的那種。除了軍事外，在大型機(jī)器行業(yè)也是十分流行，比如說伺服壓裝機(jī)就是需要這樣的履帶底盤，在作用上也沒差別。