履帶車(chē)輛地面接地壓力的試驗(yàn)測(cè)試方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種履帶車(chē)輛地面接地壓力的試驗(yàn)測(cè)試方法。
【背景技術(shù)】
[0002]履帶車(chē)輛在地面上行駛時(shí)，履帶與地面之間的接地壓力分布是履帶車(chē)輛總體性能的重要指標(biāo)之一，是評(píng)價(jià)履帶車(chē)輛直線(xiàn)行駛牽引特性，計(jì)算履帶車(chē)輛轉(zhuǎn)向性能的重要參數(shù)。在車(chē)輛地面力學(xué)理論發(fā)展之初，由于無(wú)法通過(guò)試驗(yàn)測(cè)試的方法獲得履帶車(chē)輛的地面接地壓力，因此，研究人員通過(guò)假設(shè)履帶地面接地壓力分布為均勻分布或集中分布的形式來(lái)計(jì)算履帶車(chē)輛的地面牽引力，但是計(jì)算結(jié)果與實(shí)際情況有較大差異。
[0003]為了更加準(zhǔn)確的計(jì)算履帶車(chē)輛的地面牽引特性，國(guó)外學(xué)者開(kāi)展了履帶接地壓力的試驗(yàn)測(cè)試研究工作，在1972年發(fā)表于Mechanics of Soil Vehicle Systems的《Trackedvehicle ground pressure and its effect on soft ground performance))一文中，美國(guó)的Rowland對(duì)不同結(jié)構(gòu)行駛的坦克進(jìn)行了大量的接地壓力試驗(yàn)，得到了多種履帶車(chē)輛的接地壓力分布形式，從試驗(yàn)測(cè)試結(jié)果中看出，實(shí)際履帶車(chē)輛的接地壓力并非簡(jiǎn)單的均勻分布或集中分布。Kogure 等人 1975 在 Journal of Terramechanics 上發(fā)表的《A study of soilthrust exerted by a tracked vehicle》中測(cè)得履帶下15厘米處壓力分布曲線(xiàn)為峰值在負(fù)重輪下的不連續(xù)三角形分布。王吉忠等人2001年試驗(yàn)測(cè)試得到了典型工況下橡膠履帶履齒的接地壓力分布形式，但其試驗(yàn)測(cè)試過(guò)程是在試驗(yàn)臺(tái)架上完成的，而不是在野外實(shí)地條件下進(jìn)行。
[0004]國(guó)內(nèi)在實(shí)車(chē)履帶車(chē)輛地面接地壓力方面的研究未見(jiàn)報(bào)道，并且在進(jìn)行履帶車(chē)輛地面牽引特性分析以及轉(zhuǎn)向特性分析時(shí)大都基于簡(jiǎn)化的接地壓力分布形式或國(guó)外現(xiàn)有的試驗(yàn)結(jié)果。然而，從試驗(yàn)測(cè)試結(jié)果看，履帶的接地壓力與負(fù)重輪的數(shù)目、負(fù)重輪間的距離、負(fù)重輪的直徑和懸架的結(jié)構(gòu)形式等有很大關(guān)系。因而直接沿用國(guó)外的試驗(yàn)結(jié)果開(kāi)展后續(xù)研究工作，在分析計(jì)算結(jié)果的可靠性以及適用性方面均存在很大差異。
[0005]因此，本發(fā)明以實(shí)測(cè)履帶車(chē)輛地面接地壓力為目標(biāo)，提出一種履帶接地壓力的試驗(yàn)測(cè)試方法，對(duì)于準(zhǔn)確分析履帶車(chē)輛的地面牽引特性以及轉(zhuǎn)向性能等均具有重要的意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種可幫助研究人員準(zhǔn)確分析履帶車(chē)輛的地面牽引特性以及轉(zhuǎn)向性能的履帶車(chē)輛地面接地壓力的試驗(yàn)測(cè)試方法。
[0007]本發(fā)明的履帶車(chē)輛地面接地壓力的試驗(yàn)測(cè)試方法，其包括以下步驟:
[0008]A、根據(jù)需要測(cè)試的履帶車(chē)輛一側(cè)的負(fù)重輪的數(shù)量，在地面上挖出對(duì)應(yīng)數(shù)量的洞穴，全部洞穴布置呈一行，相鄰的洞穴之間的距離等于履帶車(chē)輛一側(cè)相鄰的負(fù)重輪的之間的距離；
[0009]B、在每個(gè)洞穴中分別放置一個(gè)接地壓力傳感器，并對(duì)每個(gè)接地壓力傳感器進(jìn)行編號(hào)，編號(hào)的順序?yàn)閷⑽挥谝欢说慕拥貕毫鞲衅骶帪镮號(hào)，將與I號(hào)接地壓力傳感器相鄰的接地壓力傳感器編為2號(hào)，將下一個(gè)與2號(hào)接地壓力傳感器相鄰的接地壓力傳感器編為3號(hào)，以此為序，直至編完全部的接地壓力傳感器；
[0010]所述接地壓力傳感器包括沿豎直方向設(shè)置的柱式荷重傳感器，所述柱式荷重傳感器的底部設(shè)有底板，底板的板面位于水平方向，所述柱式荷重傳感器的上部設(shè)有傳感器頂帽，傳感器頂帽的頂部設(shè)有頂板，頂板的板面位于水平方向，頂板的頂部貼設(shè)有上襯板，在頂板和所述底板之間環(huán)繞所述柱式荷重傳感器設(shè)有多個(gè)導(dǎo)向桿，多個(gè)導(dǎo)向桿的軸線(xiàn)分別位于豎直方向，每個(gè)導(dǎo)向桿的下部分別與所述底板固定相連，每個(gè)導(dǎo)向桿的上部分別采用間隙配合穿過(guò)所述頂板的板面，每個(gè)導(dǎo)向桿上分別套裝有壓力彈簧，每個(gè)壓力彈簧的頂端分別頂在所述頂板的下表面上，所述柱式荷重傳感器、所述底板和所述頂板的外側(cè)套裝有保護(hù)盒，保護(hù)盒的頂端端面位于上襯板的頂端端面的下方；
[0011]C、將所述接地壓力傳感器用沙土埋放在每個(gè)對(duì)應(yīng)的洞穴中，讓被埋放的接地壓力傳感器的上襯板的上表面與地表面平齊；
[0012]D、打開(kāi)NI試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)上的Labview試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集軟件，準(zhǔn)備對(duì)來(lái)自每個(gè)接地壓力傳感器的輸出信號(hào)進(jìn)行采集處理；
[0013]E、讓需要測(cè)試的履帶車(chē)輛行駛至I號(hào)接地壓力傳感器處，讓履帶車(chē)輛一側(cè)的履帶壓向I號(hào)接地壓力傳感器，當(dāng)最前面的一個(gè)負(fù)重輪通過(guò)I號(hào)接地壓力傳感器時(shí)，Labview試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集軟件就會(huì)記錄試驗(yàn)數(shù)據(jù)，當(dāng)最后面的一個(gè)負(fù)重輪壓上I號(hào)接地壓力傳感器、同時(shí)前面的各個(gè)負(fù)重輪都?jí)涸趯?duì)應(yīng)的接地壓力傳感器上后，Labview試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集軟件的試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集過(guò)程結(jié)束；
[0014]F、對(duì)全部接地壓力傳感器測(cè)試得到的接地載荷數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，得到履帶車(chē)輛的動(dòng)態(tài)接地壓力數(shù)據(jù)。
[0015]本發(fā)明的履帶車(chē)輛地面接地壓力的試驗(yàn)測(cè)試方法，其中所述步驟F中對(duì)全部接地壓力傳感器測(cè)試得到的接地載荷數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的方法為在傳感器測(cè)試所得的原始電信號(hào)基礎(chǔ)上，首先對(duì)電信號(hào)進(jìn)行平移，使得在測(cè)試起始點(diǎn)時(shí)電信號(hào)值接近于0，并對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波以及數(shù)據(jù)截?cái)嗵幚?，去除電信?hào)中的趨勢(shì)項(xiàng)以及電信號(hào)噪聲等；而后將處理過(guò)的電信號(hào)乘于傳感器的靈敏度系數(shù)，就得到負(fù)重輪作用在傳感器上的載荷數(shù)據(jù)；最后將載荷信號(hào)除于傳感器的接觸面積，并對(duì)全部傳感器測(cè)試得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行疊加和平均處理，就得到履帶車(chē)輛的動(dòng)態(tài)接地壓力數(shù)據(jù)。
[0016]本發(fā)明的履帶車(chē)輛地面接地壓力的試驗(yàn)測(cè)試方法，其中所述底板的底部貼設(shè)有下襯板。
[0017]本發(fā)明的履帶車(chē)輛地面接地壓力的試驗(yàn)測(cè)試方法，其中每個(gè)所述導(dǎo)向桿的外側(cè)壁上分別設(shè)有螺紋，每個(gè)導(dǎo)向桿的頂端分別旋裝有定位螺母，每個(gè)導(dǎo)向桿的中部分別旋裝有彈簧調(diào)節(jié)螺母，每個(gè)導(dǎo)向桿的中部位于彈簧調(diào)節(jié)螺母的上方套裝有調(diào)節(jié)墊片，每個(gè)壓力彈簧的底端分別頂在對(duì)應(yīng)的調(diào)節(jié)墊片的上表面上。
[0018]本發(fā)明的履帶車(chē)輛地面接地壓力的試驗(yàn)測(cè)試方法，其中每個(gè)所述導(dǎo)向桿的下部分別分別采用間隙配合穿過(guò)所述底板的板面，每個(gè)所述導(dǎo)向桿的下部分別旋裝有二個(gè)螺母，利用二個(gè)螺母上、下夾住底板的板面。
[0019]本發(fā)明的履帶車(chē)輛地面接地壓力的試驗(yàn)測(cè)試方法，其中所述導(dǎo)向桿的數(shù)量為4-8個(gè)，所述上襯板和所述下襯板采用木材制成，上襯板和下襯板厚度為10-30mm。
[0020]本發(fā)明的履帶車(chē)輛地面接地壓力的試驗(yàn)測(cè)試方法，其中所述底板和所述頂板為正方形，所述上襯板和所述下襯板為方形，上襯板的邊長(zhǎng)尺寸大于頂板的邊長(zhǎng)尺寸，所述下襯板的邊長(zhǎng)尺寸大于所述底板的邊長(zhǎng)尺寸，所述導(dǎo)向桿的數(shù)量為4個(gè)，導(dǎo)向桿的頂端從所述頂板的角部穿過(guò)頂板的板面，導(dǎo)向桿的底端從所述底板的角部穿過(guò)底板的板面，所述保護(hù)盒的內(nèi)部空腔的橫截面為與所述底板和所述頂板相等的正方形，保護(hù)盒的前端面上設(shè)有開(kāi)槽或開(kāi)口。
[0021]本發(fā)明的履帶車(chē)輛地面接地壓力的試驗(yàn)測(cè)試方法，其中所述底板和所述頂板為圓形，所述上襯板和所述下襯板為圓形，上襯板的半徑尺寸大于頂板的半徑尺寸，所述下襯板的半徑尺寸大于所述底板的半徑尺寸，所述導(dǎo)向桿的數(shù)量為4個(gè)，導(dǎo)向桿的頂端從所述頂板的邊緣穿過(guò)頂板的板面，導(dǎo)向桿的底端從所述底板的邊緣穿過(guò)底板的板面，所述保護(hù)盒的內(nèi)部空腔的橫截面為與所述底板和所述頂板相等的圓形，保護(hù)盒的前端面上設(shè)有開(kāi)槽或開(kāi)口。
[0022]本發(fā)明的履帶車(chē)輛地面接地壓力的試驗(yàn)測(cè)試方法，其讓需要測(cè)試的履帶車(chē)輛行駛至I號(hào)接地壓力傳感器處，讓履帶車(chē)輛一側(cè)的履帶壓向I號(hào)接地壓力傳感器，當(dāng)最前面的一個(gè)負(fù)重輪通過(guò)I號(hào)接地壓力傳感器時(shí)，Labview試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集軟件就會(huì)記錄試驗(yàn)數(shù)據(jù)，當(dāng)最后面的一個(gè)負(fù)重輪壓上I號(hào)接地壓力傳感器、同時(shí)前面的各個(gè)負(fù)重輪都?jí)涸趯?duì)應(yīng)的接地壓力傳感器上后，Labview試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集軟件的試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集過(guò)程結(jié)束；然后對(duì)全部接地壓力傳感器測(cè)試得到的接地載荷數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，得到履帶車(chē)輛的動(dòng)態(tài)接地壓力數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)測(cè)試得到履帶與地面之間接地壓力分布特性，可為研究履帶車(chē)輛的地面牽弓I特性以及轉(zhuǎn)向載荷特性等提供了有效的數(shù)據(jù)支撐。因此，本發(fā)明的履帶車(chē)輛地面接地壓力的試驗(yàn)測(cè)試方法具有可幫助研究人員準(zhǔn)確分析履帶車(chē)輛的地面牽引特性以及轉(zhuǎn)向性能的特點(diǎn)。
[0023]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明履帶車(chē)輛地面接地壓力的試驗(yàn)測(cè)試方法作進(jìn)一步說(shuō)明。
【附圖說(shuō)明】
[0024]圖1為本發(fā)明中履帶車(chē)輛接地壓力試驗(yàn)所用儀器設(shè)備安裝連接的原理圖；
[0025]圖2