月球车鼓形驱动轮松散沙土力学交互模型及其验证

本文主要探讨了"鼓形驱动轮与松散沙土相互作用力学分析"这一主题，发表于2009年的哈尔滨工程大学学报第30卷第9期。作者刘吉成、高海波、邓宗全和毕贞法针对月球车的结构设计、运动控制以及模拟仿真需求，构建了一个理论模型，该模型基于车轮与松散沙土之间复杂的承压和剪切特性。 研究的核心内容是通过对轮-地接触的法向应力和切向应力分布进行深入分析。特别关注的是当最大法向应力向车轮前方偏移时的现象，论文引入了最大法向应力角随滑转率变化的理论公式，以便理解和量化这种现象对鼓形轮运动性能的影响。作者强调了松散沙土的力学参数，如剪切变形模量和接地比压，这些参数对于确定车轮在松散介质中的运动特性至关重要。 论文提出了一种计算剪切变形模量与接地比压定量关系的方法，并通过分析鼓形轮的接地面积来确定在特定载荷下对应的剪切变形模量值。这一步骤对于理解车轮与地面之间的动态交互以及预测其在松散沙土表面的滚动性能具有实际意义。 为了验证理论模型的有效性，研究者利用月球车车轮运动性能综合测试系统进行了实地面滚动力学实验。实验结果强有力地证实了所建立的力学模型能够准确预测鼓形驱动轮在松散沙土环境下的运动性能，这对于月球车的设计和操控策略优化具有重要的指导作用。 这篇论文不仅深入剖析了鼓形驱动轮与松散沙土的力学交互，还提供了实用的理论框架和技术手段，对提升月球车在极端环境下的运动性能和稳定性有着显著的推动作用。对于从事航天工程、机器人技术以及地面力学领域的研究人员而言，这是不可或缺的技术参考文献。