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。 返回目录 汽车理论（第5版）教学课件
1 第二节 松软地面的物理性质 第七章 汽车的通过性 ➢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。 返回目录
第七章汽车的通过性 一、土壤切应力与剪切变形的关系 1.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。 2 汽车理论（第5版）教学课件
2 一、土壤切应力与剪切变形的关系 ➢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 F Ac X = 式中，A为驱动轮的接地面积；c为土壤或雪的粘聚系数。 第七章 汽车的通过性 1.粘性土壤的最大土壤推力
第二节 松软地面的物理性质 2.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 Fx =Wtano 式中，W为作用在驱动轮上的垂直载荷，p为摩擦角。 3 汽车理论（第5版）教学课件
3 ➢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 式中，W为作用在驱动轮上的垂直载荷， 为摩擦角。 FX =W tan 第二节 松软地面的物理性质 2.摩擦性土壤的最大土壤推力
第二节松软地面的物理性质 3.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 =Ac+Wtano Fx Fx 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 粘性土壤 摩擦性土壤 中性土壤 性？ 图7一2土壤剪切特性示意图 4 汽车理论（第5版）教学课件
4 ➢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 = Ac+W tan 第二节 松软地面的物理性质 3.中性土壤的最大土壤推力 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？
第二节松软地面的物理性质 4.剪切强度tmax Fx Ac+Wtano 两边同除以面积A Tmax =c+otanp 式中，Tmax为剪切强度；o为剪切面法向压力。 5 汽车理论（第5版）教学课件
5 4.剪切强度τmax FX = Ac+W tan 两边同除以面积A max = c + tan 式中，τmax为剪切强度；σ为剪切面法向压力。 第二节 松软地面的物理性质
第二节松软地面的物理性质 5.土壤的切应力与剪切变形的关系 2“塑性”土壤 “脆性”土壤 剪切变形 图7-3土壤的切应力与剪切变形的关系曲线 对于“脆性”土壤 e+gt)ep+K图-kj-ewp(K,-K区-ik ymax 式中，K1、K为系数，为剪切变形量，ymx为{}中的最大值。 6 汽车理论（第5版）教学课件
6 5.土壤的切应力与剪切变形的关系 ( ) ( K K )K j ( K K )K j y c 1 2 1 2 2 2 2 2 max exp 1 exp 1 tan − + − − − − − + = 对于“脆性”土壤 第二节 松软地面的物理性质 式中，K1、K2为系数，j为剪切变形量， 为 中的最大值。 土壤的切应力与剪切变形的关系曲线 max y
第二节松软地面的物理性质 5.土壤的切应力与剪切变形的关系 2“塑性”土壤 1“脆性”土壤 剪切变形j 图7-3 土壤的切应力与剪切变形的关系曲线 对于“塑性”土壤 r=(c+otano)1-exp(-j/K)]=tm [1-exp(-j/K)] 式中，K为土壤剪切变形模数。 d exp(-j/K) d 0 7 汽车理论（第5版） 教学课件
7 5.土壤的切应力与剪切变形的关系 对于“塑性”土壤 = (c + tan)1−exp(− j / K) 1 exp( j / K) = max − − 第二节 松软地面的物理性质 ( ) K j K j K j j max 0 max 0 exp / d d = − = = = 式中，K为土壤剪切变形模数。 土壤的切应力与剪切变形的关系曲线
第二节松软地面的物理性质 二、土壤法向负荷与沉陷的关系 >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。 +月 压力/kPa g 40 60 n>1 100 k ke+k。 200 式中，k为土壤的“粘聚”变形模数。为 300H 土壤的“摩擦”变形模数；b为承载面积的 400 n<1 短边长；z为土壤沉陷量；n为沉陷指数。 图7-4各种均匀土壤的负荷一沉陷曲线 8 汽车理论（第5版）教学课件
8 二、土壤法向负荷与沉陷的关系 = + = = + k b k k k z b k p k z c n c n ➢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。 式中， 为土壤的“粘聚”变形模数； 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。 第二节 松软地面的物理性质 c k k
第二节 松软地面的物理性质 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p及阻力系数C,有关，p及 C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500kgm3的雪地上通过。这里均指没有渗过水的雪，渗有 水的雪密度大，但强度却很低。 9 汽车理论（第5版）教学课件
9 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500kg/m3的雪地上通过。这里均指没有渗过水的雪，渗有 水的雪密度大，但强度却很低。 第二节 松软地面的物理性质
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