【正文】 online 29 March 2020 7 多軸車輛的轉(zhuǎn)向特性 摘要： 本文為平地上操作多軸車輛的數(shù)學(xué)模型，考慮有關(guān)的可能因素構(gòu)建轉(zhuǎn)向車輛配置和輪胎滑移速度，如運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè) 的可操作性和這些車輛的駕駛效率。車輪中心轉(zhuǎn)彎半徑，滑移角被包含其中，通過(guò)車輪角的方程式解決，說(shuō)明了轉(zhuǎn)折點(diǎn)特征多軸車輛，效果的基本參數(shù)，如車速，轉(zhuǎn)向角度和行駛系統(tǒng)類型，多軸車輛的樣本。此外，實(shí)地測(cè)試，使用大型車輛進(jìn)行了評(píng)估水平地面上的基本轉(zhuǎn)折點(diǎn)特征 關(guān)鍵詞：多軸車輛，可操作性，數(shù)學(xué)模型 1 引言 主要運(yùn)用于軍事履帶運(yùn)行車輛和建筑領(lǐng)域的重型車輛，由于輪胎車輛配備擅長(zhǎng)在速度，低噪音和高能源效率。最近運(yùn)行與充氣輪胎的齒輪的規(guī)模不斷擴(kuò)大至重型車輛的這些領(lǐng)域。已有多份發(fā)表的文件關(guān)于 多軸車輛的通過(guò)性和可操作性，Renou 和 Chavan 還進(jìn)行了一個(gè)關(guān)于防滑方向盤汽車的評(píng)估，更近的軍隊(duì)車輛，如 MODIX，被設(shè)計(jì)為具有獨(dú)立配備四輪驅(qū)動(dòng)和轉(zhuǎn)向和負(fù)荷控制懸浮 ,MODIX 能夠由正常的車輪，滑移車輪或是兩者的混合轉(zhuǎn)動(dòng)，此外，轉(zhuǎn)換從機(jī)械傳動(dòng)電動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置控制每個(gè)輪轂電機(jī)已審查?；旌纤妮嗈D(zhuǎn)向系統(tǒng)正在開發(fā)，以補(bǔ)充獨(dú)立的轂輪馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器的能力。然而，有沒(méi)有得到全面處理這個(gè)問(wèn)題的論文或技術(shù)出版物，并在日志邏輯順序，因?yàn)閯?dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)的 多軸車輛是復(fù)雜的 現(xiàn)象。 本文介紹了一種計(jì)算機(jī)模擬模型來(lái)預(yù)測(cè)多軸車輛的轉(zhuǎn)向特點(diǎn)，汽車運(yùn)動(dòng)的微方程構(gòu)造為平地，牽引力和側(cè)力的 作用下充氣輪胎由于與地面交互的基本精神的重要性，來(lái)預(yù)測(cè)車輛的議案，在數(shù)值模擬，基于物理的方法刷模型通過(guò)輪胎模型，在接觸區(qū)域里刷模型是理想化的代表輪胎。 為了確定多軸轉(zhuǎn)動(dòng)車輛的運(yùn)動(dòng)，如基本參數(shù)的影響車輛行駛速度，轉(zhuǎn)向角度和駕駛系統(tǒng)類型檢查的一個(gè)例子，多軸車輛的實(shí)地測(cè)試也進(jìn)行與數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的預(yù)測(cè)結(jié)果相比得到的模型。結(jié)果表明，提出了數(shù)學(xué)模型，可以準(zhǔn)確地評(píng)估多軸車輛的轉(zhuǎn)向特性 8 2 多軸車輛的數(shù)學(xué)模型 坐標(biāo)系統(tǒng)和車輛的運(yùn)動(dòng)學(xué) 圖 1所示的坐標(biāo)系統(tǒng)，用來(lái)形容多軸車輛的速度矢量 V和偏航角速度重心 Q。坐標(biāo)系統(tǒng)（ X1， X2）的水平地面上的固定單位基向量 {E1， E2}，連接到一個(gè)移動(dòng)的坐標(biāo)系統(tǒng)（ X1， X2）的車輛，其原產(chǎn)地是在質(zhì)量中心位于單位基向量 {E1， E2}，車輛 n個(gè)輪子一方獨(dú)立懸掛彈簧和具有相同屬性的支持車身。 運(yùn)動(dòng)方程式 牛頓第二定律應(yīng)用于汽車產(chǎn)量： ???niiQmV 21 ?? ?? ni ii QxeI 2 13 )(? （ 213 eee ?? ） 其中 m和 I分別是車輛的質(zhì)量和慣性矩，摩擦力 Q是指車輪受到的力，以及xi 表示車輪的位置坐標(biāo)，在穩(wěn)定的轉(zhuǎn)向中，汽車運(yùn)動(dòng)方程式中包含有 V和 Q。 輪胎滑行和摩擦力 充氣輪胎產(chǎn)生 剪切力的建模已由 Pacifica 和 Sharp 報(bào)道過(guò)其中包 含有物理和實(shí)證模型。刷模型是分析模型物理派生的，已被廣泛用于車輛動(dòng)力學(xué)研究。輪胎的胎面和剪切力，即側(cè)向力和牽引力變形之間的關(guān)系，簡(jiǎn)化和模型理想化輪胎在接觸區(qū)域的代表性。水平剪切力下輪胎由于交互與地面都假定為線性依賴胎面從胎面基地位移。 圖 1 轉(zhuǎn)彎運(yùn)動(dòng)和平衡系統(tǒng)下的多軸汽車 9 在這篇文章中，刷模型已經(jīng)被車輛模型采用了，一種具有防滑原理的輪胎如圖 2. iiRis VVV ?? 其中 iV 和 VIR 代表行駛速度矢量和外圍速度矢量。 一個(gè)無(wú)量綱滑移率 S 的定義是規(guī)范的滑移速度與規(guī)模的周邊速度比值。 圖 2汽車的滑行 圖 3 顯示了輪胎的摩擦力。摩擦力這樣計(jì)算： ||/ isisii VVuPQ ? 圖 4 顯示了橫向與縱向力，其中 K=. 由于驅(qū)動(dòng)力是由發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)移到車輪上，驅(qū)動(dòng)力和每個(gè)車輪轉(zhuǎn)速受到列車類型的影響。一般類型的多軸車輛驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)如圖 5 所 示。差距是安裝在每個(gè)車軸分配均等的牽引力兩側(cè)車輪和車輪的轉(zhuǎn)速取決于輪胎路徑長(zhǎng)度。差距的特性被表現(xiàn)為約束方程： 011 2,~~RinRiRiniVVV????? 3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析 使用兩輛滿載的車輛進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，分別在具體的實(shí)驗(yàn)平地和沙地上進(jìn)行了低速實(shí)驗(yàn)評(píng)估。其中一輛車是前四輪轉(zhuǎn)動(dòng)的八輪車輛，這輛車標(biāo)記為 A，另一輛被標(biāo)記為 B，這是一輛全輪轉(zhuǎn)動(dòng)的八輪車，最大的摩擦情況取決于陸地的情況。 在田間試驗(yàn)， 2 個(gè)轉(zhuǎn)向類型 被檢測(cè)，一種是前四輪轉(zhuǎn)動(dòng)，另一中是全輪轉(zhuǎn)動(dòng)的情況。轉(zhuǎn)向半徑相對(duì)于的實(shí)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果的預(yù)測(cè)。該參數(shù)表明了全四輪轉(zhuǎn)動(dòng)情況相對(duì)于 10 全輪轉(zhuǎn)動(dòng)情況的平均轉(zhuǎn)角。后四輪的轉(zhuǎn)角在它轉(zhuǎn)向能力的限度內(nèi)固定為最大。實(shí)驗(yàn)表明隨著轉(zhuǎn)角的增加 A 車和 B 車的轉(zhuǎn)角半徑逐漸降低。低線表明車輛全輪轉(zhuǎn)向結(jié)果你表現(xiàn)在后輪轉(zhuǎn)向角度，全輪轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)彎半徑明顯降低。 4 數(shù)據(jù)模擬以及結(jié)果 為了評(píng)估多輪轉(zhuǎn)動(dòng)的特性，在一輛全面的汽車上進(jìn)行了數(shù)值模擬，汽車質(zhì)心位于幾何中心處。在模擬中，假定有一個(gè)假想的車輪在中東的兩只輪子在第一軸和角的虛盤是用來(lái)代表平均前輪的角度。一個(gè) 摩擦力的圖顯示作用于車輛的穩(wěn)定狀態(tài)是顯示在圖 11。在案件的車輛牽引力的恭敬，左右輪 情況相同 。很顯然，這些數(shù)字，縱向力在第一個(gè)車軸車輪工作在相反的方向，即牽引力作用在輪胎，另一方面，牽引部隊(duì)采取行動(dòng)的其他車輪。此外，側(cè)向力對(duì)第三軸是遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于部隊(duì)在第一、二軸。它被發(fā)現(xiàn)的數(shù)值結(jié)果，側(cè)滑角的第三軸輪胎大方向相反相對(duì)于其他輪胎。車輛的轉(zhuǎn)彎半徑在低速度預(yù)計(jì)將減少，如果是指導(dǎo)后輪與前輪相反角度。圖 13 顯示了轉(zhuǎn)向半徑時(shí)，輪胎在第三和第四軸的正轉(zhuǎn)向前輪。轉(zhuǎn)向角度的后輪的轉(zhuǎn)向中心確定的行的前面和平行于第三軸。 作者： K. Watanabe， J. Yamakawa, M. Tanaka, T. Sasaki 國(guó)籍：美國(guó) 出處：機(jī)械工程學(xué)系，國(guó)防學(xué)院， 2020 年 3月 29日發(fā)表