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前 言 1

第一章 绪论 1

第一节 概述 1

第二节 车辆沙地行驶性能的概念 3

第三节 沙漠车辆的应用领域 4

一、开发利用沙漠资源 4

二、军用车辆研究 5

三、农业机械 6

四、其它学科领域 7

第四节 车辆沙地行驶理论的研究内容及方法概述 7

一、纯经验方法 8

二、半经验方法 8

三、模型试验和因次分析法 9

四、理论分析方法 9

参考文献 11

第二章 沙的力学性质及其试验技术 14

第一节 引言 14

第二节 沙地力学性质的现场测定 15

一、沙的单位质量、粒级和含水量的现场试验 15

二、压板沉陷试验 15

三、现场环形剪切试验 19

四、圆锥穿人试验 23

五、沙漠现场试验的共同性问题 24

第三节 力学性质的实验室试验方法及其局限性 25

一、直接剪切试验 26

二、三轴试验 28

第四节 三轴仪试验原理 30

一、三轴仪结构 30

二、测试原理 33

第五节 车辆行走机构作用下沙的现场载荷条件 34

及实验室再现 34

一、沙的现场载荷条件 34

二、实验室再现方法 35

第六节 表层沙力学性质三轴试验的基本内容 38

一、静载压缩试验 39

二、各向等压压缩试验 39

三、轴向动载荷（振动）试验 40

四、侧向无应变试验 40

五、橡皮膜应力校正试验 40

第七节 橡皮膜与排水滤纸强度的校正 40

一、橡皮膜强度的校正 40

二、排水滤纸条强度的校正 44

第八节 表层沙的力学性质 44

一、应力－应变试验曲线的一般规律 45

二、 剪应力、体应变与轴向应变关系的影响因素 45

三、强度特性的变化规律 50

四、变形特性 53

五、表层沙的动力特性 55

参考文献 58

第三章 表层沙的本构关系 60

第一节 土的本构关系与土力学计算理论发展概况 60

第二节 表层沙的本构关系 62

一、弹塑性本构关系理论概述 63

二、黄文熙教授的弹塑性模型 70

三、K-G模型 75

四、Duncan-Chang双曲线模型 82

第三节 本构关系的验证方法 83

一、模型参数的检验 83

二、典型工况的有限元模拟计算 84

参考文献 86

第四章 轮胎的力学性质 89

第一节 概述 89

第二节 轮胎结构及主要参数 90

一、充气轮胎的组成 90

二、充气轮胎结构 91

三、轮胎的常规参数 95

第三节 轮胎的静力学性质 96

一、轮胎的弹性特性 96

二、轮胎的变形特性 99

第四节 轮胎的动力学性质 106

一、轮胎动刚度与阻尼特性 107

二、轮胎的传递特性&1 10

三、轮胎的包容特性&1 10

第五节 轮胎力学模型&1 13

一、轮胎力学模型综述 113

二、关于轮胎模型参数的意义 120

三、轮胎在沙地上力学模型的讨论 123

参考文献 125

第五章 车辆沙地行驶性能的传统预测方法 127

第一节 沙地行驶性能研究概述 127

第二节 沙地行驶阻力的传统预测方法 129

一、压实阻力的计算原理 130

二、压实阻力的计算方法 132

三、弹性轮胎的压实阻力&1 34

四、胎体变形滚动阻力 137

五、推土阻力的计算&1 37

六、滑转下陷产生的附加阻力 140

七、M.G.Bekker法预测滚动阻力的验证 141

第三节 牵引性能的预测方法 143

一、 车轮牵引力的预测 144

二、附着力的预测方法 145

二、牵引性能的预测 146

第四节 牵引性能的影响因素 147

一、轮胎形式的影响 148

二、轮胎宽度对滚动阻力的影响 150

三、轮胎直径的影响 152

四、轮胎载荷的影响 153

参考文献 155

第六章 车辆沙地行驶性能分析的有限元法 157

第一节 有限元程序概述 157

第二节 相互作用有限元模型中的边界条件 159

一、相互作用界面摩擦性质的假设 159

二、载荷边界条件 160

三、分界面单元 161

第三节 有限元模拟计算方法实例 166

一、单元材料特性的模拟 166

二、选择求解策略 166

二、模型评价 171

第四节 车轮沙地行驶性能的有限元法预测 175

第五节 车辆行走机构在沙地上的有效作用方式的有限元分析 178

一、 “约束流动”的概念 178

二、相互作用的有效方式 179

第六节 车辆在沙地上的下陷机理综述 184

一、表层沙的强度与变形特性是下陷的根本原因 185

二、相互作用方式对沙的流动及应力分布规律有重要影响 185

参考文献 186

第七章 行走机构与沙相互作用分析的散体极限平衡理论 189

第一节 序 189

第二节 应力平衡方程 190

第三节 散体极限平衡方程的特征线（滑移线）解法 191

一、滑移线 191

二、应力平衡方程的特征线解法 194

第四节 滑移线场 195

一、滑移线的基本性质 195

二、两种简单的滑移线场 197

第五节 边值问题 199

一、外边界载荷的换算 199

二、三类边值问题 201

第六节 滑移速度场理论 204

第七节 步行机足与沙地相互作用的散体极限平衡法分析 208

一、步行机足与沙地相互作用的简化模型 208

二、应力间断问题 211

三、计算与分析 213

第八节 车轮沙地行驶性能的散体极限平衡法分析 218

一、刚性轮下的滑移线场 218

二、一般载荷条件下滑移线场的计算 219

三、车轮与沙地相互作用的边界条件 225

四、车轮与沙地相互作用的计算模型 228

第九节 散体极限平衡理论和非线性有限元法 231

在沙地行驶问题中应用的评价 231

一、非线性有限元法 231

二、散体极限平衡理论 232

参考文献 233

第八章 车辆沙地行驶性能的试验技术 235

第一节 概述 235

第二节 土槽模拟试验 236

一、土槽模拟试验设备 236

二、土槽试验的内容与方法 238

三、上槽的方案设计 240

第二节 行走机构作用下沙子流动规律的观测试验 242

一、沙流动位移场的观测 242

二、约束流动试验 243

第四节 整车野外试验 247

一、通过性试验 247

二、燃油经济性试验 253

三、车速测量装置 253

参考文献 254

第九章 车辆沙地行驶理论研究的新课题 255

第一节 行走机构的结构与行走方式的合理化研究 255

一、行走机构的合理行走方式 256

二、行走机构的结构方案研究 257

第二节 车辆行走机构与沙相互作用分析的新理论探索 259

参考文献 264

附 录 步行机足与沙相互作用的散体极限平衡法 266

计算源程序 266