地面力学

摘要： 针对我国南方林区的作业环境与轮式采伐机底盘结构的技术特点,分析采伐机液压行走系统工作原理,参考国外设计方案,设计与研究采伐机半变量静液压复合传动行走系统。在建立采伐机林区坡地行驶的地面力学模型的基础上,进行液压系统元件选型,同时对2种方案采用AMESim平台进行液压行走系统建模与仿真。仿真结果表明,相同工况下,变量马达方案较定量马达控制更复杂,行驶速度与理论相比误差更大。定量马达方案液压行走系统能分别以6.8 km/h爬上20°坡道,以22.25 km/h平稳行驶在平坦林道,参数基本达到理论设计要求。所设计系统具有良好的可行性,可为采伐机行走机构液压系统创新设计提供参考。

摘要： 基于轮地接触动力学理论,设计出一种适应沙壤土环境、具有内外双层紧贴刚性轮片和中部轮刺的新型变径车轮。分析了变径轮不同断面与土壤的作用机理和土壤流动滑移模型,通过对滑移线公式详细推导和数值计算,获得其滑移半径和等效轮周的变化规律,提出了以断面高度为主、倾角为辅的设计思想。建立了满足平稳和连续滑移线模型的剪切滑移交错层断面(可调轮刺)高度与倾角和变径比的函数关系。

摘要： 越野环境下的松软地面是履带车辆行驶的主要地形,在这种条件下行驶不可避免地要进行斜坡转向操作,履带车辆的斜坡转向特性值得重点关注.针对研究履带车辆斜坡转向特性的必要性和重要性.根据履带车辆转向的运动特点,建立了坡道转向动力学模型,结合地面力学理论,进一步深入研究履带车辆在松软地面下斜坡转向特性.通过履带车辆在斜坡上完成规定半径转向动作所需的滑转率这一指标,来分析坡角、地面性质、转向半径对履带车辆斜坡转向性能影响,为履带式无人车的设计、路径规划和跟踪控制打下基础.

摘要： 为提高履带式无人车斜坡转向过程中运动规划的准确性,该文规划了履带车辆斜坡转向的安全区域.基于履带车辆斜坡转向动力学分析,结合车辆地面力学理论,求出不同滑转率下履带车辆在斜坡转向时的最小瞬时转向半径.进而以最小瞬时转向半径为指标,分析坡角、履带滑转率、地面类型等因素对履带车辆斜坡转向最小转向半径和转向安全区域的影响.依据斜坡转向安全区域,可以在运动规划中去除冗余路径.

摘要： 宇航员驾驶载人月球车行驶于月面松软地形,为了预先熟悉其驾驶特性,需要对宇航员在地面进行相关的驾驶训练和实验.当使用地面模拟车对月面载人月球车直线加速行驶进行模拟时,地面与月面的重力差异会导致相同车轮驱动方式产生不同的整车直线加速度.针对上述问题,基于地面力学理论和被动滑转原理,建立载人月球车整车直线加速的牵引力模型,分析月面载人月球车与地面模拟车产生相同直线加速度的条件,推导了地面车轮力矩控制月面载人月球车整车直线加速模拟算法.使用相同质量和相同载荷两种不同形式的地面模拟车,验证了直线加速模拟算法的可行性.计算结果表明:在上述两种形式条件下,使用直线加速模拟算法力矩驱动的地面模拟车,均可与月面载人月球车保持相同的整车直线加速度模拟,而不使用直线加速模拟算法的地面模拟车无法获得与月面载人月球车相同的直线加速度.

摘要： 以非参数化的密实度对模拟月壤进行分级,分别定义为:松散、自然和密实状态,开展不同轮上载荷和滑转率条件下模型车牵引通过性试验,基于非接触测量提取轮辙特征参数表观沉陷和滑转率,分析表观沉陷随轮上载荷和模拟月壤力学状态的变化规律.以车轮驱动扭矩、轮上载荷、表观沉陷和滑转率为基础参数,建立多元标识量,提出4种识别准则,包括宽松、理想、偏严格和严格准则,建立非参数化的模拟月壤力学状态识别方法.基于模型车土槽试验数据,以模式识别的正确率、准确率和保守率为指标对识别方法进行评价,得到最优标识量和识别准则.识别方法验证结果表明:模拟月壤识别的准确率和保守率分别达到0.83和0.97,该方法能较为准确地识别模拟月壤力学状态.本文研究成果以期为面向低重力环境的月球车地面试验、性能评估以及对在轨月球车的地面任务支持提供技术指导.

摘要： 综述了现有火星着陆点火壤的物理力学参数和岩石大小及分布,介绍了着陆试验的过程、方法和所用模拟火壤,其中包括海盗号着陆器着陆试验数据分析和着陆试验场表面形貌.最后,汇总现有着陆点火星壤的物理力学参数和海盗号着陆试验用壤的参数,给出了我国着陆试验用模拟火壤的建议值及范围.

摘要： 针对所设计的新型地面力学试验台建立虚拟试验台,设计了三项试验并对其进行仿真预演,模拟真实试验过程,对仿真获取的数据进行处理分析和规律总结,验证虚拟试验台的可行性,实现了对实体试验台的试验过程模拟,为其实体试验提供参考.

摘要： 研究深空环境下的车辆地面力学,对保证探测车辆的正常工作具有重要的意义.在传统地面车辆研究方法基础上,提出了深空探测车辆地面力学的研究内容和方法,介绍了模型试验和相似理论相结合的研究思路和方法;对必须的试验设备土槽、深空环境模拟装置进行了说明.为发展适用深空探测车辆的地面力学研究奠定初步的基础.

摘要： 土壤的粒径配级对其物理机械性质起重要作用.本研究以月壤样本的物理机械性质参数为参照标准,以火山灰为主要原料,把不同粒径级配的火山灰与赤铁矿砂相混合制备出试验试样,通过比重、直剪、沉降等多项试验对比的结果,选出了物理机械参数在月壤样本参数值变化范围内的一种实验用土壤,可作为地面力学及其它工程试验用模拟月壤,对我国月球探测工程的基础及应用研究具有理论意义和实际价值.

摘要： 研究在月球表面特殊环境下的月球车牵引通过性能，对保证月球车的正常探测工作具有重要意义。文章在分析传统地面车辆理论与研究方法的基础上，给出了有轮刺刚性轮与月壤相互作用的预测模型；自行设计制造了月壤-车轮土槽试验系统，使用辉南一带火山灰制备了应用于月面车辆力学基础试验中的模拟月壤；在土槽试验系统下对有轮刺刚性轮与无轮刺刚性轮进行了牵引性能试验，并与模型计算值进行对比。结果表明，所给模型的预测值与实测值有较好的一致性。

摘要： 研究在月球表面特殊环境下的月球车牵引通过性能，对保证月球车的正常探测工作具有重要意义。文章在分析传统地面车辆理论与研究方法的基础上，给出了有轮刺刚性轮与月壤相互作用的预测模型；自行设计制造了月壤-车轮土槽试验系统，使用辉南一带火山灰制备了应用于月面车辆力学基础试验中的模拟月壤；在土槽试验系统下对有轮刺刚性轮与无轮刺刚性轮进行了牵引性能试验，并与模型计算值进行对比。结果表明，所给模型的预测值与实测值有较好的一致性。

摘要： 研究在月球表面特殊环境下的月球车牵引通过性能，对保证月球车的正常探测工作具有重要意义。文章在分析传统地面车辆理论与研究方法的基础上，给出了有轮刺刚性轮与月壤相互作用的预测模型；自行设计制造了月壤-车轮土槽试验系统，使用辉南一带火山灰制备了应用于月面车辆力学基础试验中的模拟月壤；在土槽试验系统下对有轮刺刚性轮与无轮刺刚性轮进行了牵引性能试验，并与模型计算值进行对比。结果表明，所给模型的预测值与实测值有较好的一致性。

摘要： 研究在月球表面特殊环境下的月球车牵引通过性能，对保证月球车的正常探测工作具有重要意义。文章在分析传统地面车辆理论与研究方法的基础上，给出了有轮刺刚性轮与月壤相互作用的预测模型；自行设计制造了月壤-车轮土槽试验系统，使用辉南一带火山灰制备了应用于月面车辆力学基础试验中的模拟月壤；在土槽试验系统下对有轮刺刚性轮与无轮刺刚性轮进行了牵引性能试验，并与模型计算值进行对比。结果表明，所给模型的预测值与实测值有较好的一致性。

摘要： 研究在月球表面特殊环境下的月球车牵引通过性能，对保证月球车的正常探测工作具有重要意义。文章在分析传统地面车辆理论与研究方法的基础上，给出了有轮刺刚性轮与月壤相互作用的预测模型；自行设计制造了月壤-车轮土槽试验系统，使用辉南一带火山灰制备了应用于月面车辆力学基础试验中的模拟月壤；在土槽试验系统下对有轮刺刚性轮与无轮刺刚性轮进行了牵引性能试验，并与模型计算值进行对比。结果表明，所给模型的预测值与实测值有较好的一致性。

摘要： 采用多体动力学仿真软件RecurDyn的履带车辆子系统Track(HM),建立某型履带车辆多体动力学模型,并在MATLAB/Simulink下建立了整车动态系统仿真模型。对履带车辆在硬、软两种地面的加速过程进行动力学仿真和对比分析,着重讨论在不同滑转的条件下履带车辆的加速性能以及滑转率对加速性能的影响,为履带车辆加速性能的研究与滑转的控制提供指导。

摘要： 采用多体动力学仿真软件RecurDyn的履带车辆子系统Track(HM),建立某型履带车辆多体动力学模型,并在MATLAB/Simulink下建立了整车动态系统仿真模型。对履带车辆在硬、软两种地面的加速过程进行动力学仿真和对比分析,着重讨论在不同滑转的条件下履带车辆的加速性能以及滑转率对加速性能的影响,为履带车辆加速性能的研究与滑转的控制提供指导。

摘要： 采用多体动力学仿真软件RecurDyn的履带车辆子系统Track(HM),建立某型履带车辆多体动力学模型,并在MATLAB/Simulink下建立了整车动态系统仿真模型。对履带车辆在硬、软两种地面的加速过程进行动力学仿真和对比分析,着重讨论在不同滑转的条件下履带车辆的加速性能以及滑转率对加速性能的影响,为履带车辆加速性能的研究与滑转的控制提供指导。

摘要： 一种地面动力学软件和星上软件联合快速仿真测试方法，按照预先设定的地面动力学软件初始化参数，对地面动力学软件进行初始化；根据将硬件和软件解耦开发调试设计思路，结合半物理实时仿真中的地面动力学软件和星上软件，将半物理实时仿真中硬件接口部分用软件替代而形成联合快速仿真测试方法，判断输出的星上敏感器的状态、星上执行机构的状态、卫星的姿态、位置、速度的正确性，解决了半物理仿真中问题难以定位、调试过程过于复杂、测试结果判读不够全面问题，提高了测试结果判读全面性、调试效率和软件开发效率。

摘要： 本发明涉及机器人技术领域，提供了一种柔性地面上3D欠驱动双足机器人动力学模型计算方法，该方法针对柔性地面上的3D欠驱动双足机器人，对其单足支撑项和双足支撑项均进行了动力学模型计算。相比于以往的动力学模型计算方法，本发明所提出的动力学模型计算方法充分考虑地面柔性，机器人步行过程由一个连续的单足相和一个非瞬态的双足相顺序组成，步行系统为一个分段连续的动态系统，使得3D欠驱动双足步行机器人动力学模型更加接近实际情况，从而便于实际应用。

摘要： 本发明涉及航天器地面仿真技术领域，提出一种航天器地面姿态动力学建模仿真方法，包括：确定航天器地面姿态动力学的建模部组件；确定航天器地面姿态动力学的理论模型；根据所述理论模型将所述建模部组件进行模块化拆分建模为航天器的地面姿态动力学模块；确定所述地面姿态动力学模块的配置项、输入项、输出项以及辅助分析量，并且确定所述地面姿态动力学模块的各模块之间的级联关系；以及利用所述地面姿态动力学模块构建航天器地面姿态动力学模型。

摘要： 本发明提供了一种低温推进剂热力学排气系统地面集成试验装置及方法，包括贮箱(1)、真空容器(2)、主动热力学排气系统、以及被动热力学排气系统，其中，所述贮箱(1)位于真空容器(2)内部，与真空容器(2)内壁固定连接，贮箱(1)与真空容器(2)之间的夹层通过真空机组(21)抽真空以模拟外太空环境。本发明中地面集成试验装置及方法，能够对多种排气方案及其组合进行测试，且各方案中试验结构件多设置于贮箱外部，方便维护，提升设计可靠性；设置于贮箱内部的结构件如喷射混合装置结构简单，稳定性高。

摘要： 本发明公开了一种基于近场动力学理论的地面沉降建模方法，属于城市地质灾害模拟与预测技术领域；将地面沉降研究与力学领域新提出的近场动力学理论进行结合，在积分方程基础上建立近场动力学理论的模型，有效避免了在对象不连续处定义失效的问题，使得裂隙断裂等空间不连续结构成为模型中的一部分，在不增加附加函数定义的情况下，用统一的方程描述地层在开采地下水之后有效应力变化从而产生的地面沉降、裂缝、塌陷问题；本发明在统一框架下建立包含裂缝、塌陷等空间不连续现象的区域地面沉降数值模型，为城市地面沉降模拟预测与灾害防治提供数据支撑，能够在缺少先验知识的情况下，预测识别随着地面沉降演化可能出现的地裂缝、地面塌陷现象。

摘要： 本发明公开了一种用于旋翼类无人飞行器飞行动力学建模的地面测试系统及方法，包括风洞装置、飞行器试验装置、控制装置和测试装置，飞行器试验装置安装在风洞装置内，控制装置和测试装置均与风洞装置和飞行器试验装置连接，飞行器试验装置包括旋翼试验台和安装在旋翼试验台上用于安装飞行器的飞行器适配安装座。本发明的测试系统不需要对被测旋翼无人飞行器的飞行原理进行太多的机理分析，而是通过准确、可控地模拟被测旋翼无人飞行器在真实应用场景的飞行工况，获得被测旋翼无人飞行器在各种模拟真实应用场景下的飞行参数，并利用获得的试验数据与操控参数建立旋翼类无人飞行器的飞行动力学模型。

摘要： 本发明公开了一种基于近场动力学理论的地面沉降建模方法，属于城市地质灾害模拟与预测技术领域；将地面沉降研究与力学领域新提出的近场动力学理论进行结合，在积分方程基础上建立近场动力学理论的模型，有效避免了在对象不连续处定义失效的问题，使得裂隙断裂等空间不连续结构成为模型中的一部分，在不增加附加函数定义的情况下，用统一的方程描述地层在开采地下水之后有效应力变化从而产生的地面沉降、裂缝、塌陷问题；本发明在统一框架下建立包含裂缝、塌陷等空间不连续现象的区域地面沉降数值模型，为城市地面沉降模拟预测与灾害防治提供数据支撑，能够在缺少先验知识的情况下，预测识别随着地面沉降演化可能出现的地裂缝、地面塌陷现象。

摘要： 本实用新型公开了一种用于旋翼类无人飞行器飞行动力学建模的地面测试系统，包括风洞装置、飞行器试验装置、控制装置和测试装置，飞行器试验装置安装在风洞装置内，控制装置和测试装置均与风洞装置和飞行器试验装置连接，飞行器试验装置包括旋翼试验台和安装在旋翼试验台上用于安装飞行器的飞行器适配安装座。本实用新型的测试系统不需要对被测旋翼无人飞行器的飞行原理进行太多的机理分析，而是通过准确、可控地模拟被测旋翼无人飞行器在真实应用场景的飞行工况，获得被测旋翼无人飞行器在各种模拟真实应用场景下的飞行参数，并利用获得的试验数据与操控参数建立旋翼类无人飞行器的飞行动力学模型。

摘要： 本发明公开了一种履带式车辆水下作业的地面力学性能测试装置，包括实验台架支架、横向剪切应力发生单元、竖直沉陷压力发生单元、沉积物模拟单元、履带板运动模拟单元和测试单元。实验台架支架、沉积物模拟单元和履带板运动模拟单元用于模拟履带式车辆水下作业运行工况，横向剪切应力发生单元、竖直沉陷压力发生单元产生剪切应力和沉陷压力，由测试单元确定履带板与沉积物之间的地面力学特性。本发明可以通过实验环境条件下改变履带板的结构参数和沉积物的路况条件，提高履带式车辆水下作业时的通过性能。

摘要： 本发明公开了一种针对农业车辆地面力学计算方法，在针对农用车地面力学计算的过程中，首先研究土壤的性质，并构建土壤承载压力的模型，计算出车辆在不同的载荷和滑转系数下的驱动力、下陷量和滚动阻力，研究车辆与地面的关系，解决地面不被压溃，能承载车辆、减小行种阳力很性通过的问题，研究土壤中固体部分和水的组成，以及它们对土壤的结构和性能的影响，对土壤的强度破坏进行研究，发现土壤抗剪强度的影响因素，土壤的极限平衡条件，以及集气重心对车辆履带接地压力分布的影响，该车辆地面力学计算方法通过对车辆行使过程中对车辆各方面的影响因素进行研究，保证车辆地面力学影响因素的准确。