鋁合金負(fù)重輪結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能研究
發(fā)布時(shí)間:2021-02-14 01:46
本論文針對(duì)我國(guó)某履帶式自行火炮輕量化技術(shù)的要求,利用鋁合金材料通過多次擠壓整體成形技術(shù),制造出滿足技術(shù)要求的鋁合金負(fù)重輪,并利用有限元軟件對(duì)其瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)特性進(jìn)行了分析。論文主要內(nèi)容過程如下:首先,通過分析7A04鋁合金材料的物理性能,提出了擠壓整體成形鋁合金負(fù)重輪的工藝路線和主要參數(shù),設(shè)計(jì)了擠壓成形模具,通過擠壓整體成形制造出鋁合金負(fù)重輪。從負(fù)重輪不同部位取樣,把試樣做成標(biāo)準(zhǔn)樣件進(jìn)行了拉伸試驗(yàn),得到了經(jīng)過四次擠壓成形的7A04鋁合金的屈服極限0.2、強(qiáng)度極限b和延伸率;其次,建立了履帶式自行火炮行走裝置動(dòng)力學(xué)模型,對(duì)其進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)學(xué)分析和動(dòng)力學(xué)分析,計(jì)算出了履帶式自行火炮在幾種典型工況下,作用在負(fù)重輪上的載荷,為進(jìn)行有限元分析奠定了基礎(chǔ)。最后,利用有限元分析軟件ANSYS,先建立了鋁合金負(fù)重輪有限元模型,對(duì)其進(jìn)行了模態(tài)分析,得到了各階固有頻率和模態(tài),結(jié)果表明其固有頻率與工作頻率相差較大,不會(huì)發(fā)生共振;接著建立了考慮履帶板—負(fù)重輪滾動(dòng)接觸和負(fù)重輪—平衡肘軸接觸的鋁合金負(fù)重輪有限元模型,對(duì)其進(jìn)行了瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析,得到了鋁合金負(fù)重輪在各種工況下的剛度和強(qiáng)度,結(jié)果表明,多次整體擠壓成形的鋁合金負(fù)...
【文章來源】:中北大學(xué)山西省
【文章頁數(shù)】:85 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
1 緒論
1.1 選題的背景和意義
1.1.1 履帶式車輛的發(fā)展歷史
1.1.2 選題背景
1.1.3 本課題意義
1.2 國(guó)內(nèi)外研究發(fā)展現(xiàn)狀
1.2.1 國(guó)外研究發(fā)展現(xiàn)狀
1.2.2 國(guó)內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀
1.3 主要研究?jī)?nèi)容
2 鋁合金負(fù)重輪塑性精密成形
2.1 引言
2.2 7A04 鋁合金負(fù)重輪擠壓工藝的確定
2.2.1 擠壓溫度
2.2.2 擠壓件圖設(shè)計(jì)和加工余量的確定
2.2.3 擠壓成形工藝方案
2.2.4 擠壓力和毛坯尺寸的確定
2.2.5 擠壓潤(rùn)滑
2.2.6 擠壓速率
2.3 鋁合金負(fù)重輪成形模具設(shè)計(jì)
2.4 鋁合金負(fù)重輪擠壓成形
2.5 熱處理與后續(xù)機(jī)械加工
2.6 力學(xué)性能試驗(yàn)
2.7 本章小結(jié)
3 各種工況下作用在負(fù)重輪上的載荷
3.1 引言
3.2 履帶式車輛運(yùn)動(dòng)學(xué)分析
3.3 履帶式車輛動(dòng)力學(xué)分析
3.3.1 牽引力
3.3.2 附著力
3.3.3 行駛阻力
3.3.4 履帶式車輛的驅(qū)動(dòng)條件和附著條件
3.4 作用在負(fù)重輪上的載荷
3.4.1 作用在負(fù)重輪上的靜載荷
3.4.2 作用在履帶上的預(yù)張力
3.4.3 越野時(shí),作用在負(fù)重輪上的最大載荷
3.4.4 履帶式車輛原地勻速轉(zhuǎn)向時(shí),作用在負(fù)重輪上的載荷
3.4.5 火炮射擊時(shí)作用在負(fù)重輪上的載荷
3.5 本章小結(jié)
4 鋁合金負(fù)重輪有限元分析
4.1 引言
4.2 鋁合金負(fù)重輪有限元模型的建立
4.2.1 鋁合金負(fù)重輪幾何模型的建立
4.2.2. 單元的選擇和網(wǎng)格的劃分
4.2.3 位移邊界條件的施加
4.2.4 接觸選項(xiàng)
4.3 鋁合金負(fù)重輪各工況下的力學(xué)性能分析
4.3.1 模態(tài)分析
4.3.2 工況一:履帶式車輛加速
4.3.3 工況二:履帶式車輛制動(dòng)
4.3.4 工況三:履帶式車輛越野行駛時(shí)
4.3.5 工況四:履帶式自行火炮原地勻速轉(zhuǎn)向
4.3.6 工況五:火炮射擊時(shí),鋁合金負(fù)重輪的剛度和強(qiáng)度
4.4 本章小結(jié)
5 結(jié)論和展望
5.1 結(jié)論
5.2 展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士期間發(fā)表的論文及所取得的研究成果
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]大型履帶行走裝置支重輪和履帶板接觸分析[J]. 閆振華,王國(guó)強(qiáng),姚宗偉,陳洪濤. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2012(17)
[2]履帶車輛原地轉(zhuǎn)向特性仿真研究[J]. 陳兵,田政,尹忠俊,王文瑞. 車輛與動(dòng)力技術(shù). 2011(02)
[3]英陸軍裝甲車輛發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)分析[J]. 王雄高. 國(guó)外坦克. 2010(10)
[4]摩托車鋁合金車輪扭轉(zhuǎn)疲勞有限元分析[J]. 趙建華,張寧. 鋁加工. 2010(03)
[5]履帶式自行火炮負(fù)重輪輪轂輕量化技術(shù)研究[J]. 潘玉田,馬新謀,馬昀. 火炮發(fā)射與控制學(xué)報(bào). 2009(02)
[6]履帶車輛路面激勵(lì)響應(yīng)仿真[J]. 馬吉?jiǎng)? 系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào). 2008(09)
[7]基于有限元法的履帶起重機(jī)支重輪設(shè)計(jì)方法探討[J]. 荀志國(guó),高順德,趙福令,王益華. 建筑機(jī)械. 2007(21)
[8]坦克負(fù)重輪三維溫度場(chǎng)有限元計(jì)算研究[J]. 蔣陸德,畢小平,張智詮. 裝甲兵工程學(xué)院學(xué)報(bào). 2007(04)
[9]基于有限元分析的鋁合金車輪彎曲疲勞壽命的預(yù)測(cè)[J]. 鐘翠霞,童水光,閆勝暫,張響,徐立. 機(jī)械設(shè)計(jì)與制造. 2006(12)
[10]坦克履帶的應(yīng)用及其發(fā)展[J]. 喬中蓮,張治民. 國(guó)防技術(shù)基礎(chǔ). 2005(06)
碩士論文
[1]2A50鋁合金負(fù)重輪擠壓鑄造數(shù)值模擬優(yōu)化及試驗(yàn)研究[D]. 魏靜.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2011
[2]鋁合金負(fù)重輪液態(tài)模鍛成形的組織性能均勻化控制研究[D]. 曹廣祥.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2010
[3]變形溫度和變形次數(shù)對(duì)7A04鋁合金組織與性能影響研究[D]. 黃文輝.中北大學(xué) 2010
[4]鎂合金負(fù)重輪溫?cái)D壓成形工藝研究[D]. 陳剛.中北大學(xué) 2009
[5]7A04鋁合金輪轂擠壓成形工藝與實(shí)驗(yàn)研究[D]. 席鵬翀.中北大學(xué) 2008
[6]鋁合金車輪的有限元分析與疲勞壽命預(yù)測(cè)[D]. 陳玉發(fā).南京理工大學(xué) 2008
[7]55m3礦用挖掘機(jī)履帶行走裝置動(dòng)力學(xué)研究[D]. 李海偉.吉林大學(xué) 2008
[8]轎車鋁合金車輪模態(tài)計(jì)算和優(yōu)化設(shè)計(jì)[D]. 孫紅梅.燕山大學(xué) 2007
本文編號(hào):3032920
【文章來源】:中北大學(xué)山西省
【文章頁數(shù)】:85 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
1 緒論
1.1 選題的背景和意義
1.1.1 履帶式車輛的發(fā)展歷史
1.1.2 選題背景
1.1.3 本課題意義
1.2 國(guó)內(nèi)外研究發(fā)展現(xiàn)狀
1.2.1 國(guó)外研究發(fā)展現(xiàn)狀
1.2.2 國(guó)內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀
1.3 主要研究?jī)?nèi)容
2 鋁合金負(fù)重輪塑性精密成形
2.1 引言
2.2 7A04 鋁合金負(fù)重輪擠壓工藝的確定
2.2.1 擠壓溫度
2.2.2 擠壓件圖設(shè)計(jì)和加工余量的確定
2.2.3 擠壓成形工藝方案
2.2.4 擠壓力和毛坯尺寸的確定
2.2.5 擠壓潤(rùn)滑
2.2.6 擠壓速率
2.3 鋁合金負(fù)重輪成形模具設(shè)計(jì)
2.4 鋁合金負(fù)重輪擠壓成形
2.5 熱處理與后續(xù)機(jī)械加工
2.6 力學(xué)性能試驗(yàn)
2.7 本章小結(jié)
3 各種工況下作用在負(fù)重輪上的載荷
3.1 引言
3.2 履帶式車輛運(yùn)動(dòng)學(xué)分析
3.3 履帶式車輛動(dòng)力學(xué)分析
3.3.1 牽引力
3.3.2 附著力
3.3.3 行駛阻力
3.3.4 履帶式車輛的驅(qū)動(dòng)條件和附著條件
3.4 作用在負(fù)重輪上的載荷
3.4.1 作用在負(fù)重輪上的靜載荷
3.4.2 作用在履帶上的預(yù)張力
3.4.3 越野時(shí),作用在負(fù)重輪上的最大載荷
3.4.4 履帶式車輛原地勻速轉(zhuǎn)向時(shí),作用在負(fù)重輪上的載荷
3.4.5 火炮射擊時(shí)作用在負(fù)重輪上的載荷
3.5 本章小結(jié)
4 鋁合金負(fù)重輪有限元分析
4.1 引言
4.2 鋁合金負(fù)重輪有限元模型的建立
4.2.1 鋁合金負(fù)重輪幾何模型的建立
4.2.2. 單元的選擇和網(wǎng)格的劃分
4.2.3 位移邊界條件的施加
4.2.4 接觸選項(xiàng)
4.3 鋁合金負(fù)重輪各工況下的力學(xué)性能分析
4.3.1 模態(tài)分析
4.3.2 工況一:履帶式車輛加速
4.3.3 工況二:履帶式車輛制動(dòng)
4.3.4 工況三:履帶式車輛越野行駛時(shí)
4.3.5 工況四:履帶式自行火炮原地勻速轉(zhuǎn)向
4.3.6 工況五:火炮射擊時(shí),鋁合金負(fù)重輪的剛度和強(qiáng)度
4.4 本章小結(jié)
5 結(jié)論和展望
5.1 結(jié)論
5.2 展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士期間發(fā)表的論文及所取得的研究成果
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]大型履帶行走裝置支重輪和履帶板接觸分析[J]. 閆振華,王國(guó)強(qiáng),姚宗偉,陳洪濤. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2012(17)
[2]履帶車輛原地轉(zhuǎn)向特性仿真研究[J]. 陳兵,田政,尹忠俊,王文瑞. 車輛與動(dòng)力技術(shù). 2011(02)
[3]英陸軍裝甲車輛發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)分析[J]. 王雄高. 國(guó)外坦克. 2010(10)
[4]摩托車鋁合金車輪扭轉(zhuǎn)疲勞有限元分析[J]. 趙建華,張寧. 鋁加工. 2010(03)
[5]履帶式自行火炮負(fù)重輪輪轂輕量化技術(shù)研究[J]. 潘玉田,馬新謀,馬昀. 火炮發(fā)射與控制學(xué)報(bào). 2009(02)
[6]履帶車輛路面激勵(lì)響應(yīng)仿真[J]. 馬吉?jiǎng)? 系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào). 2008(09)
[7]基于有限元法的履帶起重機(jī)支重輪設(shè)計(jì)方法探討[J]. 荀志國(guó),高順德,趙福令,王益華. 建筑機(jī)械. 2007(21)
[8]坦克負(fù)重輪三維溫度場(chǎng)有限元計(jì)算研究[J]. 蔣陸德,畢小平,張智詮. 裝甲兵工程學(xué)院學(xué)報(bào). 2007(04)
[9]基于有限元分析的鋁合金車輪彎曲疲勞壽命的預(yù)測(cè)[J]. 鐘翠霞,童水光,閆勝暫,張響,徐立. 機(jī)械設(shè)計(jì)與制造. 2006(12)
[10]坦克履帶的應(yīng)用及其發(fā)展[J]. 喬中蓮,張治民. 國(guó)防技術(shù)基礎(chǔ). 2005(06)
碩士論文
[1]2A50鋁合金負(fù)重輪擠壓鑄造數(shù)值模擬優(yōu)化及試驗(yàn)研究[D]. 魏靜.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2011
[2]鋁合金負(fù)重輪液態(tài)模鍛成形的組織性能均勻化控制研究[D]. 曹廣祥.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2010
[3]變形溫度和變形次數(shù)對(duì)7A04鋁合金組織與性能影響研究[D]. 黃文輝.中北大學(xué) 2010
[4]鎂合金負(fù)重輪溫?cái)D壓成形工藝研究[D]. 陳剛.中北大學(xué) 2009
[5]7A04鋁合金輪轂擠壓成形工藝與實(shí)驗(yàn)研究[D]. 席鵬翀.中北大學(xué) 2008
[6]鋁合金車輪的有限元分析與疲勞壽命預(yù)測(cè)[D]. 陳玉發(fā).南京理工大學(xué) 2008
[7]55m3礦用挖掘機(jī)履帶行走裝置動(dòng)力學(xué)研究[D]. 李海偉.吉林大學(xué) 2008
[8]轎車鋁合金車輪模態(tài)計(jì)算和優(yōu)化設(shè)計(jì)[D]. 孫紅梅.燕山大學(xué) 2007
本文編號(hào):3032920
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