沙地刚性轮构型仿生设计及牵引性能数值分析

• 作者: 刘芳 张四华 张锐 李建桥 杨明明 潘润铎 罗刚 薛书亮
• 来源期刊: 农业工程学报
• 学科: 交通运输
• 关键词: 车辆 仿生学 数值分析 沙地刚性轮 鸵鸟足趾甲 牵引性能 离散元模拟
• 年，卷（期）: 2015,（3）
• 页码范围: 122-128
• 页数: 7页
• 分类号: V476.3|U463.342
• 字数: 5335字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1002-6819.2015.03.017

摘要

为了提高车轮牵引性能，改善车辆在松散沙土介质环境的通过能力，该文以善于沙地奔跑的鸵鸟足部关键部位—足趾甲为仿生原型，通过仿生优化轮刺结构，设计出具有高牵引性能的仿生轮刺式沙地刚性轮，并以一种模拟月壤作为试验松散沙土介质材料，采用离散元软件PFC2D?的内置语言FISH和相关命令，建立了适用于非规则结构刚性轮的轮壤相互作用动态模拟系统，并获得试验验证。通过仿生轮刺式刚性轮与模拟月壤相互作用离散元模拟，并与矩形轮刺式刚性轮模拟结果对照，从轮下模拟月壤颗粒细观运动、接触力场、速度场以及车轮挂钩牵引力角度，验证了仿生轮刺式刚性轮具有优越的牵引性能，在车轮滑转率50%的稳定运行状态下，仿生轮刺式刚性轮的牵引性能可提高5.2%左右。该研究为提高刚性轮在松散沙土介质环境中的牵引性能提供了全新设计和研究手段。

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	张锐	吉林大学工程仿生教育部重点实验室	54	568	16.0	22.0
2	罗刚	吉林大学工程仿生教育部重点实验室	7	27	2.0	5.0
3	杨明明	吉林大学工程仿生教育部重点实验室	10	40	3.0	6.0
4	潘润铎	吉林大学第一医院放射线科	22	104	6.0	9.0
5	薛书亮	吉林大学工程仿生教育部重点实验室	1	17	1.0	1.0
6	刘芳		2	20	2.0	2.0
7	张四华		3	23	3.0	3.0