高速橡胶履带总成滚动阻力矩计算方法、装置以及存储介质与流程

本发明涉及工程机械领域，具体涉及一种高速橡胶履带总成滚动阻力矩计算方法、装置以及存储介质。

背景技术：

1、车辆的滚动阻力(又称滚阻)是车辆轮胎(或履带)在地面上滚动时由于车辆和地面接触处的形变面产生的阻力，一部分来源于摩擦力，一部分来源于弹性体回复滞后造成的轮胎(或履带)压缩点与回复点间的压力差造成的力。通常认为是轮胎(或履带)的弹性造成的能量损失。滚动阻力是衡量车辆行驶过程中能量消耗的主要指标，直接影响车辆燃油经济性及动力匹配合理性。

2、发明人发现，现有技术中至少存在下述问题：由于高速橡胶履带总成的结构形式区别于传统轮胎，履带材质不同于金属履带，传统轮式车辆与金属履带车辆滚动阻力理论均不适用于高速橡胶履带总成。该领域内尚无成熟的算法，限制了高速橡胶履带总成的推广应用。目前业内亟需研究高速橡胶履带总成的滚动阻力。

技术实现思路

1、本发明提出一种高速橡胶履带总成滚动阻力矩计算方法、装置以及存储介质，用以准确获得高速橡胶履带总成滚动阻力矩。

2、本发明实施例提供了一种高速橡胶履带总成滚动阻力矩计算方法，包括以下步骤：

3、获取高速橡胶履带总成的负重轮组的载荷和直径；

4、获取高速橡胶履带总成的行驶速度；

5、获取高速橡胶履带总成所在的环境温度；

6、根据所述负重轮的载荷和直径、所述行驶速度和所述环境温度，计算所述高速橡胶履带总成的滚动阻力矩。

7、在一些实施例中，所述滚动阻力矩为橡胶履带滞后能量损失等效的阻力矩、所述高速橡胶履带总成的轴承的摩擦阻力矩、所述高速橡胶履带总成的风阻力矩和所述高速橡胶履带总成的惯性阻力矩之和。

8、在一些实施例中，所述橡胶履带滞后能量损失等效的阻力矩m滞后采用以下步骤计算：

9、计算橡胶履带的累积滞后损失总能量qgen；

10、计算所述高速橡胶履带总成的驱动轮的角速度w驱动；

11、根据所述累积滞后损失总能量qgen和所述高速橡胶履带总成的驱动轮的角速度w驱动，计算得到所述橡胶履带滞后能量损失等效的阻力矩m滞后。

12、在一些实施例中，所述橡胶履带滞后能量损失等效的阻力矩m滞后采用以下公式计算：

13、

14、其中，qgen表示橡胶履带的累积滞后损失总能量；w驱动为所述高速橡胶履带总成的驱动轮的角速度；t为所述高速橡胶履带总成的行驶时长。

15、在一些实施例中，采用以下步骤计算所述橡胶履带的累积滞后损失总能量qgen：

16、计算第i次履带循环的应变幅值对应的循环次数scycle-i、第i次履带循环应变幅值εrang-i、第i次履带循环的损耗模量ei″(t)；

17、获取所述高速橡胶履带总成的履带循环运行的次数、所述高速橡胶履带总成的行驶距离、所述高速橡胶履带总成的履带周长、所述第i次履带循环的应变幅值对应的循环次数；

18、根据所述高速橡胶履带总成的履带循环运行的次数、所述高速橡胶履带总成的行驶距离、所述高速橡胶履带总成的履带周长、所述第i次履带循环的应变幅值对应的循环次数、第i次履带循环应变幅值以及所述第i次履带循环的损耗模量，计算所述累积滞后损失总能量qgen。

19、在一些实施例中，采用以下公式计算所述橡胶履带的累积滞后损失总能量qgen：

20、

21、其中，n为所述高速橡胶履带总成的履带循环运行的次数；ld为所述高速橡胶履带总成的行驶距离；lr为所述高速橡胶履带总成的履带周长；scycle-i为第i次履带循环的应变幅值对应的循环次数；εrang-i为统计的第i次履带循环应变幅值；ei″(t)为第i次履带循环的损耗模量；t为所述高速橡胶履带总成的橡胶履带的实时平均温度。

22、在一些实施例中，采用以下步骤计算所述高速橡胶履带总成的橡胶履带的实时平均温度t：

23、计算所述高速橡胶履带总成的橡胶履带散热量qdis；

24、计算所述橡胶履带的累积滞后损失总能量qgen；

25、获取环境初始环境温度以及所述橡胶履带的重量；

26、根据热容量、所述橡胶履带散热量qdis、所述累积滞后损失总能量qgen、所述初始环境温度以及所述橡胶履带的重量，计算得到所述橡胶履带的实时平均温度t。

27、在一些实施例中，采用以下步骤计算所述高速橡胶履带总成的橡胶履带的实时平均温度t：

28、

29、其中，t表示橡胶履带的实时平均温度；t0表示初始环境温度；cp为热容量；m为所述高速橡胶履带总成的履带重量。

30、在一些实施例中，采用以下步骤计算所述橡胶履带散热量qdis：

31、获取所述橡胶履带的实时温度以及初始环境温度，计算所述橡胶履带实时温度和所述初始环境温度的温度差值；

32、计算所述橡胶履带的表面积；

33、计算所述高速橡胶履带总成的行驶速度；

34、根据所述温度差值、所述橡胶履带的表面积以及所述高速橡胶履带总成的行驶速度，计算所述橡胶履带散热量qdis。

35、在一些实施例中，采用以下公式计算所述橡胶履带散热量qdis：

36、qdis＝k对流sr(t-t0)

37、k对流＝a+bv

38、式中，qdis表示履带的散热量；sr为履带表面积；k对流表示对流换热系数；t表示橡胶履带的实时温度；t0表示环境温度；v表示行驶速度；a为常量；b为常量。

39、在一些实施例中，a为44.39，b为1.295。

40、在一些实施例中，采用以下步骤计算所述高速橡胶履带总成的轴承的摩擦阻力矩m轴承：

41、根据所述高速橡胶履带总成的轴承摩擦系数以及所述高速橡胶履带总成的驱动轮的节圆半径，计算所述高速橡胶履带总成的轴承的摩擦阻力矩m轴承。

42、在一些实施例中，采用以下步骤公式所述高速橡胶履带总成的轴承的摩擦阻力矩m轴承：

43、

44、其中，f轴承为所述高速橡胶履带总成的轴承摩擦系数；r1为所述高速橡胶履带总成的驱动轮的节圆半径；g为所述高速橡胶履带总成的承受的载荷。

45、在一些实施例中，采用以下步骤计算所述高速橡胶履带总成的风阻力矩m风阻：

46、根据空气阻力系数、所述高速橡胶履带总成的行驶速度、所述高速橡胶履带总成的迎风面积以及所述高速橡胶履带总成的驱动轮的节圆半径计算所述高速橡胶履带总成的风阻力矩m风阻。

47、在一些实施例中，采用以下公式计算所述高速橡胶履带总成的风阻力矩m风阻：

48、

49、其中，c为空气阻力系数；a风表示所述高速橡胶履带总成的迎风面积；α为系数；r1为所述高速橡胶履带总成的驱动轮的节圆半径；v为所述高速橡胶履带总成的行驶速度。

50、在一些实施例中，采用以下步骤计算所述高速橡胶履带总成的惯性阻力矩m惯性：

51、根据所述高速橡胶履带总成的承受的载荷、所述高速橡胶履带总成的行驶速度、所述高速橡胶履带总成的驱动轮的节圆半径以及t计算所述高速橡胶履带总成的惯性阻力矩m惯性。

52、在一些实施例中，采用以下公式计算所述高速橡胶履带总成的惯性阻力矩m惯性：

53、

54、其中，g为所述高速橡胶履带总成的承受的载荷；v为所述高速橡胶履带总成的行驶速度；r1为所述高速橡胶履带总成的驱动轮的节圆半径；t为所述高速橡胶履带总成的行驶时长。

55、本发明实施例还提供一种高速橡胶履带总成滚动阻力矩计算装置，包括：

56、存储器；和

57、耦接至所述存储器的处理器，所述处理器被配置为基于存储在所述存储器中的指令，执行如本发明任一技术方案所提供的高速橡胶履带总成滚动阻力矩计算方法。

58、本发明实施例又提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如本发明任一技术方案所提供的高速橡胶履带总成滚动阻力矩计算方法。

59、上述技术方案提供的高速橡胶履带总成滚动阻力矩计算方法，充分考虑了橡胶材料的粘弹性，当受交变载荷作用，橡胶材料内部形成热源，导致橡胶材料温升，同时温度上升将影响橡胶材料的力学性能，改变其受力平衡状态，形成热力耦合。上述技术方案，依据橡胶材料的滞后温升机理，结合高速橡胶履带总成结构、载荷和行驶速度等特征，提出的高速橡胶履带总成滚动阻力计算方法，能够精准评估高速橡胶履带总成滚动阻力，填补了业内空白。