本文關(guān)鍵詞：履帶式車輛行進(jìn)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)仿真及掛膠履帶關(guān)鍵件研究

  更多相關(guān)文章： 履帶車輛 動(dòng)力學(xué)仿真 橡膠襯套耦合分析 金屬板體結(jié)構(gòu)優(yōu)化

【摘要】：履帶車輛廣泛應(yīng)用于軍事、農(nóng)業(yè)、建筑等領(lǐng)域,特別是在國防軍事方面發(fā)揮著舉足輕重的作用,履帶車輛研制水平的高低反映了一個(gè)國家國防軍事實(shí)力的高低。但是,因?yàn)槁膸к囕v結(jié)構(gòu)復(fù)雜、工作環(huán)境惡劣多變,依靠實(shí)驗(yàn)手段對(duì)車輛性能和結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn),需要的時(shí)間長、耗費(fèi)大。隨著履帶車輛更新?lián)Q代越來越快,型號(hào)種類越來越多,傳統(tǒng)的研制手段嚴(yán)重制約了企業(yè)的發(fā)展。運(yùn)用成熟的CAE仿真分析技術(shù),由對(duì)履帶車輛的虛擬樣機(jī)建模及仿真、履帶關(guān)鍵部件的數(shù)值優(yōu)化分析代替原有的物理樣機(jī)實(shí)驗(yàn),不僅大大加快了研制速度、豐富了研究手段,而且對(duì)一個(gè)研究機(jī)構(gòu)的發(fā)展具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。首先對(duì)履帶車輛進(jìn)行建模,簡化武器系統(tǒng)和裝甲系統(tǒng),運(yùn)用RecurDyn軟件建立了某型履帶車輛行進(jìn)系統(tǒng)虛擬樣機(jī)。由于履帶車輛行駛環(huán)境多變,履帶板在各種路況條件下與各部件、地面接觸的動(dòng)載荷響應(yīng)在實(shí)驗(yàn)條件下很難直接測(cè)得。因此在不同路況下對(duì)履帶車輛虛擬樣機(jī)進(jìn)行動(dòng)力學(xué)仿真,得到履帶系統(tǒng)的動(dòng)載荷響應(yīng),分析了動(dòng)載荷的主要影響因素。理論計(jì)算得到了履帶板組件橡膠襯套過盈裝配下的剪應(yīng)力和壓應(yīng)力,用有限元分析驗(yàn)證了理論計(jì)算的準(zhǔn)確性。通過動(dòng)力學(xué)仿真得到了履帶工作的載荷邊界,利用ANSYS分析了橡膠襯套在與金屬管壁摩擦過程中的應(yīng)力場和溫度場變化,確定了初始溫度和加載大小對(duì)結(jié)果的影響。通過對(duì)比不同初始溫度下膠套的溫升和應(yīng)力,確定了膠套工作環(huán)境溫度的上限;分析了不同載荷大小對(duì)膠套溫升的影響。由于掛膠履帶零件多、質(zhì)量大,與履帶車輛輕量化要求相矛盾;同時(shí),較大的履帶質(zhì)量也使企業(yè)在競爭中不具有優(yōu)勢(shì)。因此,本文對(duì)掛膠履帶金屬板體進(jìn)行了結(jié)構(gòu)優(yōu)化,減小冗余尺寸,降低掛膠履帶整體質(zhì)量。運(yùn)用有限元分析手段,模擬掛膠履帶受力狀態(tài),在滿足強(qiáng)度、不改變結(jié)構(gòu)形狀和功能的條件下,以質(zhì)量最小為目標(biāo),對(duì)金屬板體進(jìn)行了結(jié)構(gòu)優(yōu)化。結(jié)果表明,該方法能夠有效的完成掛膠履帶金屬板體的優(yōu)化目標(biāo),而且效果明顯。
【關(guān)鍵詞】：履帶車輛 動(dòng)力學(xué)仿真 橡膠襯套耦合分析 金屬板體結(jié)構(gòu)優(yōu)化
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U469.694
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-18
• 1.1 課題背景及研究的目的和意義9-10
• 1.2 多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)及軟件仿真技術(shù)10-12
• 1.2.1 多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)概述10-11
• 1.2.2 多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)及其軟件仿真技術(shù)研究現(xiàn)狀11
• 1.2.3 多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)仿真軟件11-12
• 1.3 履帶車輛多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)建模與分析研究現(xiàn)狀12-14
• 1.4 掛膠履帶研究現(xiàn)狀及進(jìn)展14-16
• 1.5 目前存在的問題16-17
• 1.6 本文的主要研究內(nèi)容17-18
• 第2章 履帶車輛行進(jìn)系統(tǒng)虛擬樣機(jī)建模18-31
• 2.1 引言18
• 2.2 車輛行駛系統(tǒng)幾何模型建立18-19
• 2.3 履帶車輛虛擬樣機(jī)關(guān)鍵部件建模19-26
• 2.3.1 履帶系統(tǒng)19-22
• 2.3.2 動(dòng)力系統(tǒng)簡化22-23
• 2.3.3 車輛懸掛系統(tǒng)23-25
• 2.3.4 張緊裝置簡化25-26
• 2.4 虛擬樣機(jī)約束與接觸建模26-30
• 2.4.1 車輛行駛系統(tǒng)約束建模26-27
• 2.4.2 地面-履帶動(dòng)力學(xué)建模27-29
• 2.4.3 接觸摩擦力29-30
• 2.5 本章小結(jié)30-31
• 第3章 履帶車輛虛擬樣機(jī)動(dòng)力學(xué)仿真31-43
• 3.1 引言31
• 3.2 行駛系統(tǒng)虛擬樣機(jī)模型測(cè)試31-33
• 3.2.1 虛擬樣機(jī)模型預(yù)分析31
• 3.2.2 常工況下的車輛懸掛系統(tǒng)測(cè)試31-32
• 3.2.3 虛擬樣機(jī)靜平衡對(duì)比驗(yàn)證32-33
• 3.3 履帶車輛虛擬樣機(jī)動(dòng)力學(xué)仿真33-42
• 3.3.1 平直路面履帶車輛動(dòng)力學(xué)仿真33-36
• 3.3.2 壕溝路面履帶車輛動(dòng)力學(xué)仿真36-38
• 3.3.3 傾斜路面履帶車輛動(dòng)力學(xué)仿真38-40
• 3.3.4 預(yù)張緊力對(duì)履帶受力的影響40-42
• 3.4 本章小結(jié)42-43
• 第4章 過盈裝配的橡膠襯套熱-應(yīng)力耦合分析43-57
• 4.1 引言43
• 4.2 膠套的生熱損耗及橡膠的本構(gòu)模型43-45
• 4.2.1 膠套的生熱機(jī)理43-44
• 4.2.2 橡膠材料的超彈性本構(gòu)關(guān)系44-45
• 4.3 過盈裝配下膠套理論強(qiáng)度計(jì)算45-48
• 4.3.1 膠套扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力計(jì)算45-47
• 4.3.2 膠套壓應(yīng)力計(jì)算47-48
• 4.4 膠套外熱源耦合分析的相關(guān)理論及建模48-49
• 4.5 計(jì)算結(jié)果及討論49-56
• 4.5.1 初始溫度對(duì)分析結(jié)果的影響49-54
• 4.5.2 載荷大小對(duì)溫升的影響54-56
• 4.6 本章小結(jié)56-57
• 第5章 掛膠履帶金屬板體結(jié)構(gòu)優(yōu)化57-65
• 5.1 引言57
• 5.2 金屬板體結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法57-59
• 5.2.1 優(yōu)化設(shè)計(jì)概述57-58
• 5.2.2 金屬板體結(jié)構(gòu)優(yōu)化數(shù)學(xué)模型58-59
• 5.3 掛膠履帶金屬板體結(jié)構(gòu)優(yōu)化59-64
• 5.3.1 金屬板體的有限元建模59-60
• 5.3.2 金屬板體的結(jié)構(gòu)優(yōu)化60-64
• 5.4 本章小結(jié)64-65
• 結(jié)論65-67
• 參考文獻(xiàn)67-72
• 致謝72

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本文編號(hào)：938093