工程機(jī)械地面力學(xué)與作業(yè)理論

前言

工程機(jī)械底盤與工作裝置只有和地面及其工作對象（即作業(yè)介質(zhì)，一般為土）相互作用，才能完成其功能。車輛在地面上行駛要靠土來支承，要借助土的反力來發(fā)揮推進(jìn)力，還要用推進(jìn)力來牽引作業(yè)機(jī)具進(jìn)行地面作業(yè)，況且大多數(shù)工程機(jī)械的作業(yè)對象就是土，所以工程機(jī)械和地面是一個自然的統(tǒng)一體。但是，許多年以來，人們往往把這個統(tǒng)一體分開，孤立地偏重研究車輛本身，即研究發(fā)動機(jī)理論、材料力學(xué)、制造工藝、車輛結(jié)構(gòu)及工作裝置的改進(jìn)等，而很少涉及車輛與地面之間的相互作用問題。對于機(jī)器的行駛阻力、牽引性能、通過性以及工作阻力等，都只利用一些安全系數(shù)很大的參數(shù)來評價。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們對機(jī)器性能的要求越來越高，許多在安全系數(shù)掩蓋下的未知因素的作用逐漸突出，這就迫使人們?nèi)ド钊胙芯寇囕v和地面之間的相互作用過程，于是地面力學(xué)這個工程力學(xué)領(lǐng)域中的新分支就應(yīng)運(yùn)而生了?？上攵?，研究地面力學(xué)對于改進(jìn)車輛及工作裝置設(shè)計(jì)所起的作用，和空氣動力學(xué)對改進(jìn)飛機(jī)設(shè)計(jì)以及流體動力學(xué)對改進(jìn)船舶設(shè)計(jì)所起的作用將是同等重要的。

內(nèi)容概要

本書主要研究工程機(jī)械與地面(包括工作介質(zhì))相互作用的力學(xué)過程。主要內(nèi)容包括：緒論、土的物理機(jī)械性質(zhì)、載荷作用下土中的應(yīng)力分布、極限平衡理論在工程機(jī)械地面力學(xué)中的應(yīng)用、車輛載荷作用下土的力學(xué)特性、履帶式行走機(jī)構(gòu)與地面相互作用理論、輪式行走機(jī)構(gòu)與地面相互作用理論、車輛的通過性和地面的可行駛性、車輛行走機(jī)構(gòu)的改進(jìn)、作業(yè)介質(zhì)的物理機(jī)械性質(zhì)、攤鋪機(jī)與作業(yè)介質(zhì)相互作用理論、壓實(shí)機(jī)械與作業(yè)介質(zhì)相互作用理論、旋轉(zhuǎn)式工作裝置與作業(yè)介質(zhì)相互作用理論、沖擊式工作裝置與作業(yè)介質(zhì)相互作用理論、平移式工作裝置與作業(yè)介質(zhì)相互作用理論，共計(jì)15章。    本書為高等院校工程機(jī)械專業(yè)本科生和研究生教材，也可作為廣大工程機(jī)械設(shè)計(jì)人員、研究人員和施工技術(shù)人員的參考用書。

書籍目錄

1緒論  1.1  地面力學(xué)的研究范圍  1.2  研究地面力學(xué)的意義  1.3  地面力學(xué)的發(fā)展概況  1.4  地面力學(xué)的研究方法2  土的物理機(jī)械性質(zhì)  2.1  土的形成與結(jié)構(gòu)  2.2  土的組成  2.3  土的分類  2.4  土的物理性質(zhì)指標(biāo)  2.5  土的物理狀態(tài)指標(biāo)  2.6  土的壓實(shí)性能  2.7  土的綜合參數(shù)3  載荷作用下土中的應(yīng)力分布  3.1  土體的自重應(yīng)力  3.2  集中載荷作用下土中的應(yīng)力分布  3.3  均布垂直線載荷作用下土中的應(yīng)力分布  3.4  均布水平線載荷作用下土中的應(yīng)力分布  3.5  均布條形載荷作用下土中的應(yīng)力分布  3.6  均布矩形載荷作用下土中的應(yīng)力分布  3.7  三角形分布矩形載荷作用下土中的應(yīng)力分布  3.8  均布圓形載荷作用下土中的應(yīng)力分布  3.9  幾個問題的修正4  極限平衡理論在工程機(jī)械地面力學(xué)中的應(yīng)用  4.1  土的強(qiáng)度理論  4.2  動載荷作用下土的抗剪強(qiáng)度  4.3  土壓力理論  4.4  極限平衡狀態(tài)理論的應(yīng)用5  車輛載荷作用下土的力學(xué)特性  5.1  土體在垂直載荷作用下的應(yīng)力～變形關(guān)系  5.2  土體在水平載荷作用下的應(yīng)力一變形關(guān)系  5.3  土的物理值組的結(jié)構(gòu)6  履帶式行走機(jī)構(gòu)與地面相互作用理論  6.1  履帶的接地壓力  6.2  作業(yè)時履帶接地壓力分布規(guī)律的研究  6.3  履帶式車輛的外部行駛阻力  6.4  履帶式車輛的牽引力  6.5  履刺的側(cè)壁效應(yīng)和間隔式履帶  6.6  履帶接地壓力分布對牽引力的影響  6.7  最佳滑轉(zhuǎn)率和最大牽引力7  輪式行走機(jī)構(gòu)與地面相互作用理論  7.1  輪胎的變形特性  7.2  輪式車輛的外部行駛阻力  7.3  輪式車輛的牽引力  7.4  地面力學(xué)研究的一些結(jié)論8  車輛的通過性和地面的可行駛性  8.1  車輛的通過性  8.2  地面的可行駛性  8.3  車輛通過性的圓錐指數(shù)判斷法9  車輛行走機(jī)構(gòu)的改進(jìn)  9.1  車輛形態(tài)參數(shù)的相互關(guān)系  9.2  車輛按結(jié)構(gòu)分類  9.3  鉸接式車輛和列車  9.4  變形車輪和步行機(jī)構(gòu)  9.5  特種行走機(jī)構(gòu)10  作業(yè)介質(zhì)的物理機(jī)械性質(zhì)  10.1  瀝青混凝土  10.2  水泥混凝土  10.3  穩(wěn)定土11  攤鋪機(jī)與作業(yè)介質(zhì)相互作用理論  11.1  瀝青路面攤鋪機(jī)熨平板與混合料相互作用機(jī)理  11.2  浮動熨平板的運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)模型  11.3  瀝青攤鋪機(jī)雙振搗梁——熨平板機(jī)構(gòu)動態(tài)特性分析  11.4  碾壓混凝土路面熨平攤鋪機(jī)理研究  11.5  水泥混凝土路面攤鋪機(jī)理12  壓實(shí)機(jī)械與作業(yè)介質(zhì)相互作用理論  12.1  振動壓路機(jī)與作業(yè)介質(zhì)的相互作用  12.2  振蕩壓路機(jī)與作業(yè)介質(zhì)的相互作用  12.3  振動平板夯與作業(yè)介質(zhì)相互作用  12.4  壓路機(jī)作用下土體的應(yīng)力分析及壓實(shí)效果比較  12.5  特殊壓實(shí)機(jī)械13  旋轉(zhuǎn)式工作裝置與作業(yè)介質(zhì)相互作用理論  13.1  穩(wěn)定土拌和機(jī)與作業(yè)介質(zhì)相互作用理論  13.2  瀝青路面銑刨機(jī)與作業(yè)介質(zhì)相互作用理論  13.3  攤鋪機(jī)螺旋布料器與作業(yè)介質(zhì)相互作用理論14  沖擊式工作裝置與作業(yè)介質(zhì)相互作用理論  14.1  打樁機(jī)與作業(yè)介質(zhì)相互作用理論  14.2  沖擊式壓路機(jī)與作業(yè)介質(zhì)相互作用理論15  平移式工作裝置與作業(yè)介質(zhì)相互作用理論  15.1  土的切削理論  15.2  挖掘機(jī)與作業(yè)介質(zhì)相互作用理論  15.3  裝載機(jī)與作業(yè)介質(zhì)相互作用理論  15.4  推土機(jī)與作業(yè)介質(zhì)相互作用理論  15.5  推土機(jī)的推土阻力測量方法參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：研究地面力學(xué)的主要任務(wù)在于用理論分析和試驗(yàn)的方法揭示車輛在不同外界環(huán)境下的真實(shí)工作特性，預(yù)測車輛的牽引性能、滾動阻力及地面的承載能力，并且研究土的切削加工阻力，以達(dá)到改進(jìn)車輛的牽引性能，進(jìn)行車輛參數(shù)和土體條件的合理匹配，充分發(fā)揮車輛的工作能力這一目的。此外，根據(jù)不同土的物理機(jī)械特性、輪胎和履帶的力學(xué)特性以及車輛負(fù)荷和車輛總體參數(shù)之間所存在的相互關(guān)系，建立一系列理論公式、純經(jīng)驗(yàn)或半經(jīng)驗(yàn)公式，來進(jìn)行車輛的優(yōu)化設(shè)計(jì)和創(chuàng)造理想的行駛車輛。地面力學(xué)研究的主要內(nèi)容如下：（1）車輛和地面的相互作用——預(yù)測車輛的牽引性能和行駛阻力，為合理設(shè)計(jì)、選擇和運(yùn)用車輛提供理論基礎(chǔ)。（2）車輛的通過性和越障能力以及土的承載能力。（3）工作裝置和土的相互作用——研究土的切削阻力以及土體切削機(jī)具的結(jié)構(gòu)形式，以減少作業(yè)阻力和功率消耗，提高作業(yè)效率。（4）車輛的振動問題——車輛的平順性。（5）車輛的兩棲性能——車輛在水陸之間過渡地段上的性能。1.2 研究地面力學(xué)的意義眾所周知，工程機(jī)械只有和地面相互作用，才能完成其功能。車輛在地面上行駛要靠土體來支承，要借助土的反力來發(fā)揮推進(jìn)力，還要用推進(jìn)力來牽引作業(yè)機(jī)具進(jìn)行地面作業(yè)，況且大多數(shù)工程機(jī)械的作業(yè)對象就是土，所以工程機(jī)械和地面是一個自然的統(tǒng)一體。但是，多年以來，人們往往把這個統(tǒng)一體分開，孤立地偏重研究車輛本身，即研究發(fā)動機(jī)理論、材料力學(xué)、制造工藝、車輛結(jié)構(gòu)及工作裝置的改進(jìn)等，而很少涉及車輛與地面之間的相互作用問題。對于機(jī)器的行駛阻力、牽引性能、通過性以及工作阻力等，都只利用一些安全系數(shù)較大的參數(shù)來評價。然而，由于對機(jī)器性能要求的日益提高，許多在已有安全系數(shù)掩蓋下的未知因素的作用逐漸突出，迫使人們?nèi)ド钊胙芯寇囕v和地面之間的相互作用過程，于是，地面力學(xué)這個工程力學(xué)領(lǐng)域中的新分支就應(yīng)運(yùn)而生了?？上攵?，研究地面力學(xué)對于改進(jìn)車輛及工作裝置設(shè)計(jì)所起的作用，和空氣動力學(xué)對改進(jìn)飛機(jī)設(shè)計(jì)以及流體動力學(xué)對改進(jìn)船舶設(shè)計(jì)所起的作用是同等重要的。

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