【摘 要】
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深空探测技术的不断发展,拓宽了人们对宇宙的认识水平。星球车作为星球探测的主要工具,近些年国内外对星球车的研究热度不断上升。由于星球低重力和大气层较为稀薄,星球表面的星壤较松软,使星球车的运行环境极其复杂。为了有效防止星球车出现失效的情况,对于星球车运动时车轮与星壤间的轮壤接触动力学的研究是十分必要的。星球车的爬坡能力是其通过性中重要的指标。当星球车爬坡时,现有的轮壤接触动力学模型并未体现出斜坡上星
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深空探测技术的不断发展,拓宽了人们对宇宙的认识水平。星球车作为星球探测的主要工具,近些年国内外对星球车的研究热度不断上升。由于星球低重力和大气层较为稀薄,星球表面的星壤较松软,使星球车的运行环境极其复杂。为了有效防止星球车出现失效的情况,对于星球车运动时车轮与星壤间的轮壤接触动力学的研究是十分必要的。星球车的爬坡能力是其通过性中重要的指标。当星球车爬坡时,现有的轮壤接触动力学模型并未体现出斜坡上星壤的松散及易滑落特性。本文以Wong-Reece模型为基础,研究了斜坡对轮壤接触正应力模型和剪切应力模型的影响,引入强度折减法对剪切应力模型进行修正,对单轮爬坡轮壤接触动力学进行建模,并与文献的试验数据进行了对比验证。多通过模型是星球车整车运动仿真平台中必要的模块。由于星球车一般为多轮协作运动,当车轮重复压过星壤时,星壤力学参数及地形参数会发生变化,使得各轮受力状态各有差异。为开发能够进行整车多通过仿真模块,通过对轮壤接触正应力模型和剪切应力模型深入研究,推导了多通过下的轮壤接触动力学模型,提出了自然地形下多通过轮壤接触算法。结合爬坡轮壤接触数学模型和多通过数学模型,编制相应程序,添加到已有的整车运动仿真平台;基于MSC.Adams软件建立星球车整车动力学模型。通过仿真平台对整车进行爬坡仿真、多通过仿真和自然地形仿真,并对整车通过性能进行评价。
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