履带车辆因其具有出色的通过性和机动性等而被广泛应用,履带车辆是否具有良好的转向性能是评价履带移动设备机动性能的关键因素之一。通常情况下,履带车辆作业于松软地面,因此当履带车辆在转向行驶时,地面无法持续稳定地提供给车辆牵引力或行驶阻力,致使车辆在转向行驶过程中经常出现滑移等现象,而现有测试技术难以对履带车辆转向阻力及其特性进行分析和研究。因此,本文以“履带车辆转向行驶地面阻力分析”为背景,对履带-地面相互作用中转向阻力的问题开展研究,探讨履带车辆在转向过程中受到的土壤阻力变化的规律与趋势,分析土壤在履带作用下的力场与速度场变化,完善履带-地面间相互作用理论。本文建立离散元与多体动力学双向耦合(DEM-MBD)的履带-地面相互作用空间系统,该系统中包括完整的履带动力学模型,并将其与离散元颗粒床耦合,进而完善了履带-地面相互作用空间系统。通过对系统的分析,得出履带在不同的行驶速度、转向半径和车辆载荷等行驶条件下对阻力的影响,以及在履带作用下,土壤的速度场与力场的变化规律。首先对不同型号的履带板进行土槽试验与离散元仿真分析,并通过土槽试验进行验证。得出履刺高度、履刺八字角度、履刺间距对附着力的作用效果依次减小,附着力仅随着履刺高度的增加而增加,与履刺间距和履刺八字角度呈相反效果;通过对比二者试验结果,证明了离散元仿真工具的可靠性与科学性。给出了履带行驶过程中受到的各项阻力及计算方法,定义了履带滚动摩擦阻力、剪切阻力及刮土阻力。基于EDEM和Recur Dyn软件,进行了履带转向阻力耦合仿真分析,探讨了履带车辆以不同的转向速度、转向半径和车辆载荷的行驶条件对上述三项阻力和土壤的影响规律。试验结果表明:车辆行驶速度的变化对摩擦阻力的影响微弱,相反,载荷的变化与摩擦阻力的影响十分显著;当车辆非原地转向时,半径的变化对于刮土阻力和土壤速度的影响不大,而随着转向半径减小,刮土阻力增幅明显增大;三种条件的变化对于履带剪切阻力均有明显作用;车辆载荷与行驶速度的变化对土壤的受力和土壤速度的影响显著。