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文档简介

第七章汽车的通过性

第二节

松软地面的物理性质

本节将主要介绍土壤的物理性质，包括土壤的抗压性和抗剪性。

抗压性直接影响到车辆通过时的滚动阻力；抗剪性直接影

响到在土壤条件下驱动轮所能产生的最大驱动力，即附着力。

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一、土壤切应力与剪切变形的关系

粘性土壤的最大土壤推力

对于粘性土壤或雪，最大切应力仅与土壤或雪的粘聚性和轮胎与地面的接地面积有关

FX Ac

式中，A为驱动轮的接地面积；c为土壤或雪的粘聚系数。

摩擦性土壤的最大土壤推力

对于摩擦性土壤（干沙、冻结的粒状雪），按照库仑摩擦定律，最大切应力与负荷W成正比地增加

FXWtan

式中，W为作用在驱动轮上的垂直载荷，为摩擦角。

中性土壤的最大土壤推力

大部分土壤既不是纯粘性土壤，也不是纯摩擦性壤，而是这两种土壤的混合物，此时最大土壤推力为

FX AcWtan

思考：在什么样的土壤条件下，增加驱动轮上的垂直载荷有利于提高车辆的通过

性？

剪切强度τmax

FXAcWtan

两边同除以面积A

maxctan

式中，τmax为剪切强度；σ为剪切面法向压力。

土壤的切应力与剪切变形的关系

对于“脆性”土壤

ctan

y

K

2

K2

2

Kjexp

1

K

2

K2

2

1

max

中的最大值。

5.土壤的切应力与剪切变形的关系

对于“塑性”土壤

ctan1expj/Kmax1expj/K

式中，K为土壤剪切变形模数。

ddj

j0

maxexpj/KK

j0

max

K

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7

pkz

kb

k

z

kk k

b

式中，kc为土壤的“粘聚”变形模数；

k为土

壤的“摩擦”变形模数；b为承载面积的短

边长；z为土壤沉陷量；n为沉陷指数。

如果将一块表示充气轮胎或履带接地面积的平板用均匀负荷压入地面土壤，静止沉陷量z和单位压力p之间的关系

如下。

二、土壤法向负荷与沉陷的关系

三、半流体泥浆及雪的密度对通过性的影响

车辆在半流体泥浆中所受到的阻力除与其行驶速度、浸

入面积等有关外，还与泥浆的密度ρ及阻力系数CD有关，ρ及CD越大，阻力也越大。

车辆在雪地的通过性，与雪的密度及厚度有关。如果雪层厚度小于汽车的离地间隙，车辆可以通过，与雪的密度无关。如果雪的厚度大于汽车离地间隙的150%时，轻型汽车可在密度大于350kg/m3的雪地上通过，重型汽车可在密度大于5

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