基于MATLAB铰接式车辆原地转向特性的研究.pdf

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1、观弋旗。摘IMⅪodernu基于MATLAB铰接式车辆原地转向特性的研究张涛。张福生，张高峰，郑彦波(1．太原科技大学机械工程学院，山西太原030024；2．西安昆仑工业有限责任公司，陕西西安710043)摘要：基于铰接式车辆原地转向特性，建立了铰接式车辆原地转向运动学模型，同时建立了装载机原地转向力学模型，分别对单桥驱动、双桥驱动和转向力学模型阻力矩进行了计算，得到了前、后桥轮荷。运用MATLAB软件对满载原地转向阻力矩和轮荷进行了计算和仿真，为铰接车辆转向系统设计和校验提供了依据。关键词：铰接车辆；转向阻力矩；力学模型；轮荷中图分类号：TH243文献标

2、识码：A文章编号：1002—6886(2014)03—0022—05Aresearchonin——situsteeringcharacteristicsofarticulatedvehiclebasedonMATLABZHANGTao，ZHANGFusheng，ZHANGGaofeng，ZHENGYanboAbstract：Basedonin—situsteeringcharacteristicsofarticulatedvehicle，anin—situsteeringkinematicmodelofarticula—tedvehicleisestabl

3、ished，andanin—situsteeringmechanicalmodelforloadersisalsobuilt．Thesingle—axledriver，thedouble—bridgedriverandtheresistancemomentofthesteeringmechanicalmodelarerespectivelycalculated；thewheelloadoffrontandrearaxlesisobtained．MATLABsoftwareisappliedtocalculateandsimulatethein—situst

4、eeringresist—ancetorqueandwheelloadonconditionoffullload，whichprovidesbasisforfurtherdesignandvalidationofthesteeringsystemofarticulatedvehicle．Keywords：articulatedvehicle；steeringresistancemoment；mechanicalmodel；wheelload铰接式装载机多为双桥驱动且转向作业频小的方向运动。铰接式装载机在水平路面上发生转繁；重载原地转向的阻力矩为铰接转向过程

5、中的向，可认为由以下两种运动合成：前车架围绕自身桥最大转向阻力矩_lj。对于转向阻力矩的计算，基架垂直对称轴线的偏转；前车架相对后车架拉紧，从于铰接式车辆在静态转向情况下的力学模型，分而使两车架转向一侧靠近移动。别从运动学、动力学方面计算了双桥与单桥驱动装载机满载运行时，工作装置随前车架一起的铰接车辆静态转向阻力矩。本文在转向过程运摆动，由于它们都是非弹性元件，因此在研究转向动学与动力学的基础上，针对转向力学模型，计算运动时，可以将彼此视为刚性连接。根据以上分了原地转向阻力矩与前、后桥结构参数之间的关析和假设条件，对前后不同负荷建立静态转向运系，利用仿真分

6、析了阻力矩与折腰角、轮荷之间的动学模型，铰接式车辆原地转向情况可视为一曲变化规律，为铰接车辆动态转向过程中阻力矩的柄摇块机构：分析提供了理论基础。由图1(a)知：外侧前轮转向半径R前外=(1一K)L+KL(1一+KcosT)(1)1铰接车辆原地转向过程式中：为轴距，In；为转向折腰角；K为前车架铰地面的附着情况和滚动阻力决定了铰接装载机点中心的距离与轴距的比值。的转向运动。在转向油缸的作用下，前车架相对后外侧后车轮转向半径车架发生一定角度偏转，此时前后车架均向阻力较·22·A⋯tantlatzlt创tzao造go、ngyt荨zltu装ang夤betI-20

7、14年’第’3期R后外=0．56+Lt(1一K+。s)(2)2铰接式装载机阻力矩分析式中：b为轮距，m。、2．1原地转向阻力矩的计算可理解为由两部分组成，一部分是沿轮轴中心转动时轮胎与地面引起的滑动摩阻矩M另一部分是轮轴水平投影一点O转动引起的滚动阻转矩i毪。2．1．1前后桥转向引起的车节滑动摩阻矩车轮绕轴线转动时滑动摩阻矩础可应用简化的邓克莱公式表示：低压宽基轮胎，轮荷在13．75～16．25kN，气压为140kPa一220kPa，轮胎与地面的接触面为椭圆印迹，长轴T=0．937，短轴T2=(0．68～0．82)D，如图2所示。(a)铰接转向运动模型图2

8、轮胎印迹前桥车节滑动摩阻矩·=寺G。／1T(+)=n1．tGD(7