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微型履带山地拖拉机性能分析与仿真

刘虹玉  
【摘要】:微型山地履带拖拉机对于丘陵山地的农业发展具有重要意义,目前对微型履带山地拖拉机的研究局限于初步的理论研究,理论体系尚未健全,其性能研究多依据试验,常需要进行多次试验;采用虚拟样机技术,进行多体动力学性能仿真能预测和评价履带的整体性能,仿真可减少车实体试验次数,提高试验安全性,比传动静力学方法能更加真实反映车辆的实际行驶工况,为微型履带山地拖拉机的设计提供了技术依据,减小了产品开发过程中物理样机的制造成本,缩短了研发周期,该方法具有一定的可信度。本文依托陕西省烟草局项目—“山地遥控微耕机的研究开发”,以西北农林科技大学研究的微型履带山地拖拉机为研究对象,对微型履带山地拖拉机进行稳定性和通过性分析建模,运用多体动力仿真软件RecurDyn建立多体动力学的虚拟样机模型,对微型履带山地拖拉机的不同工况进行动力学仿真分析。具体研究内容和结论如下: (1)微型履带山地拖拉机的稳定性分析建模。从静态和动态两方面对微型履带山地拖的稳定性进行建模分析;静态稳定性分析了纵向稳定性和横向稳定性,纵向稳定性分析了履带拖拉机在不带农具时上下坡的纵向稳定性和带牵引农具、悬挂农具的纵向稳定性,横向稳定性对直线行驶和转向行驶两方面进行分析;动态稳定性分析了急刹车和坡地横向行驶遇到障碍物的稳定性;对影响拖拉机稳定性重要的横向稳定性模型运用MATLAB进行仿真分析,直观的分析影响履带拖拉机横向稳定性的因素。 (2)微型履带山地拖拉机的通过性分析建模。分析与履带拖拉机通过性有关的几何参数和平地通过性;对履带拖拉机垂直障碍物通过性和水平壕沟通过性进行了分析建模,同时分析了履带拖拉机的最大爬坡能力。 (3)微型履带山地拖拉机进行多体动力学建模仿真。运用多体动力学仿真软件RecurDyn对微型履带山地拖拉机进行动力学建模,选择国际标准的干沙地、砂壤土地和粘土地作为三种典型行驶路面,对履带拖拉机的平地通过性在三种典型路面的仿真,得出行驶阻力和地面压力曲线;对履带拖拉机的垂直障碍物通过性进行仿真分析,分析不同速度、不同垂直障碍物高度、不同土壤和改变质心位置对垂直障碍通过性的影响;对履带拖拉机的水平壕沟通过性进行仿真分析,分析不同速度、不同宽度、不同土壤和改变质心位置对履带拖拉机壕沟通过性的影响;对履带拖拉机的坡地行驶性能进行仿真分析,分析不同土壤路面的最大行驶坡度角以及同一坡度路面不同土壤的对比仿真分析;对履带拖拉机转向性能进行仿真分析,对三种不同路面的进行原地转向仿真分析、弯道90°转向行驶以及坡道转向行驶进行仿真分析,分析履带拖拉机的转向操纵性。


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