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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110

三、轮胎的包容特性110

第五节 轮胎力学模型113

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134

四、胎体变形滚动阻力137

五、推土阻力的计算137

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