履帶裝甲車中懸掛裝置的主要作用是彈性地連接負(fù)重輪和車體,并利用懸掛裝置中的彈性元件吸收和緩沖路面不平對車體造成的沖擊,衰減車體振動,從而可保證對車輛操作穩(wěn)定性和車輛行駛平順性的需求。履帶裝甲車輛中常采用扭桿懸掛作為其懸掛裝置,而扭桿懸掛的簡化模型相當(dāng)于彈簧振子,受載荷振動后很難達(dá)到平穩(wěn),不利于裝甲車輛的操作穩(wěn)定性和行駛平順性。本文首先以扭桿懸掛為研究對象進(jìn)行分析研究,根據(jù)扭桿懸掛的工作原理將扭桿懸掛模型進(jìn)行簡化,并對其結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。采用MATLAB/Simulink系統(tǒng)仿真軟件及ANSYS Workbench有限元軟件對優(yōu)化后的扭桿懸掛進(jìn)行性能驗(yàn)證。本文的主要研究內(nèi)容如下:(1)簡單闡述了履帶裝甲車輛常用的懸掛裝置。首先簡單論述了常用懸掛裝置的工作原理和結(jié)構(gòu)組成,同時也分析了扭桿懸掛裝置和油氣懸掛裝置的優(yōu)點(diǎn)和不足。為后續(xù)進(jìn)行懸掛裝置的優(yōu)化做準(zhǔn)備。(2)結(jié)合扭桿懸掛和油氣懸掛的各自優(yōu)點(diǎn)設(shè)計(jì)帶有阻尼減振器的扭桿懸掛裝置和阻尼系數(shù)可調(diào)的半主動懸掛裝置。根據(jù)三種懸掛裝置中車體及懸掛裝置的受力情況,對車體模型進(jìn)行適當(dāng)簡化,并建立三種懸掛裝置的單輪動力學(xué)模型和動力學(xué)微分方程及四種半車懸掛裝置的動力學(xué)模型和動力學(xué)微分方程。(3)利用濾波白噪聲法生成路面不平度,模擬路面激勵,為懸掛裝置的動態(tài)仿真提供路面輸入。依據(jù)建立的懸掛裝置的微分方程,利用MATLAB/Simulink系統(tǒng)仿真軟件創(chuàng)建三種懸掛裝置單輪懸掛仿真模型及四種半車懸掛裝置的仿真模型,對懸掛模型進(jìn)行系統(tǒng)仿真,并對動態(tài)仿真結(jié)果進(jìn)行研究處理。仿真結(jié)果表明,半主動懸掛裝置的減振性能最好,其次為裝有減振器的扭桿懸掛裝置,扭桿懸掛裝置的減震性能最差。(4)利用ANSYS Workbench有限元分析軟件分析不同懸掛裝置對扭桿彈簧的疲勞壽命的影響。根據(jù)前面得到的懸掛裝置Simulink仿真結(jié)果,分別提取三種懸掛裝置中扭桿彈簧受到的最大扭矩作為疲勞壽命分析的載荷,并分析三種懸掛裝置對扭桿彈簧疲勞壽命的影響。仿真結(jié)果表明,扭桿懸掛裝置中扭桿彈簧的疲勞壽命最短,其次為裝有阻尼減振器的扭桿懸掛裝置,而半主動懸掛中的扭桿彈簧具有最長的疲勞壽命。
【學(xué)位單位】：中北大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2017
【中圖分類】：TJ811

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2819683