星球車車輪縱向滑移力學研究.pdf

1、隨著深空探測的逐步深入,星球探測車顯得尤為重要。星球探測車輪地作用力學,是星球探測車順利完成探測任務(wù)的保障?；D(zhuǎn)地面力學和滑移地面力學是探測車地面力學的重要組成部分。其中,滑轉(zhuǎn)地面力學直接關(guān)系到探測車的移動通過性能,得到了充分的重視,并取得了很大的進步。星球車車輪縱向滑移地面力學,在星球車的高保真度仿真、移動控制等方面有著重要作用,然而相應(yīng)的研究卻很少見到。
　　試驗是研究地面力學最直接、最有效的手段,本文通過系列縱向滑移試驗,揭

2、示了車輪構(gòu)型參數(shù)、車輪運行狀態(tài)參數(shù)對縱向滑移力學的影響規(guī)律,研究了滑移沉陷現(xiàn)象。為建立星球車車輪縱向滑移地面力學模型打下了基礎(chǔ),為離散元仿真提供了判斷依據(jù)。
　　地面力學模型是地面力學應(yīng)用的基礎(chǔ)。在星球車車輪縱向滑移試驗及傳統(tǒng)地面力學模型的基礎(chǔ)上,建立了星球車車輪縱向滑移地面力學模型。提出了正應(yīng)力最大值角與剪切應(yīng)力轉(zhuǎn)換角位置不重合的假設(shè)、沉陷指數(shù)的二次修正模型;用壓板實驗和剪切環(huán)實驗測量了模擬星壤的承壓和抗剪特性參數(shù)。把土壤的力學

3、特性參數(shù)及試驗測得的車輪沉陷量,代入星球車車輪縱向滑移力學模型,預測了車輪的力學性能。與試驗數(shù)據(jù)相比,改進后模型能夠準確預測星球車車輪的力學性能。
　　離散元仿真是試驗之外,研究地面力學的新方法。試驗是從宏觀角度研究地面力學,而離散元可以從微觀角度研究。選用線性接觸模型,并利用PFC3D軟件的編程語言FISH生成了土壤顆粒、剛性車輪及彈性車輪。參考已發(fā)表文獻中選用的離散元參數(shù),利用正交實驗設(shè)計的方法,確定了離散元研究的方案。找到了