履帶底盤(pán)及驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)建模與仿真-資料下載頁(yè)
2025-05-27 22:39本頁(yè)面
【正文】 向壓力波動(dòng)程度明顯要大于扭矩彈簧，并且造成了更大的壓力峰值。由此可知在坦克等重型越障履帶車(chē)上應(yīng)用扭矩懸掛要優(yōu)于使用螺旋彈簧懸掛。5 水底行走履帶車(chē)仿真分析 直線行走仿真分析 。，使用STEP函數(shù)進(jìn)行模擬。如圖為仿真截圖以及仿真曲線。 縱向直線速度與時(shí)間曲線車(chē)體沉陷量曲線圖——重心Y軸坐標(biāo)（豎直方向）與X軸坐標(biāo)（縱向）關(guān)系圖分析圖形能夠得知，水底行走履帶車(chē)能夠保證其速度穩(wěn)定性。水底行走履帶車(chē)直線行走時(shí)車(chē)體在仿真地質(zhì)的下沉距離約為100mm，履帶齒能與底質(zhì)產(chǎn)生剪切作用的厚度約為100mm。 轉(zhuǎn)向行走仿真分析在進(jìn)行轉(zhuǎn)向的行走仿真時(shí)，因?yàn)樗仔凶咿D(zhuǎn)向車(chē)輛的履帶板寬度較寬，決定采用差速轉(zhuǎn)向方式以保證履帶壽命。，下圖為水底行走履帶車(chē)在不同地面上轉(zhuǎn)向行走的仿真運(yùn)動(dòng)軌跡曲線圖兩坐標(biāo)系分別對(duì)應(yīng)X軸與Z軸（水平平面位移路徑）砂壤土 硬質(zhì)土 粘性土，水底行走履帶車(chē)的轉(zhuǎn)向半徑達(dá)到了30m左右，基本上轉(zhuǎn)向路徑為正圓形，證明在軟質(zhì)地面轉(zhuǎn)向性能并未受到較大影響。但由于過(guò)大的轉(zhuǎn)向半徑可知水底行走履帶車(chē)在行駛時(shí)必須預(yù)先進(jìn)行路徑規(guī)劃以避免發(fā)生跑偏、碰撞等事故。 水底行走履帶車(chē)爬坡，越溝行走仿真分析由于水底地面環(huán)境較為復(fù)雜，必然會(huì)存在各種障礙。不要求水底行走履帶車(chē)能有坦克履帶車(chē)一樣的復(fù)雜地形通過(guò)力，但設(shè)計(jì)時(shí)仍需使其具備一定的爬坡，越溝能力。根據(jù)提供的設(shè)計(jì)要求， ，爬坡坡度不得大于15度，越溝的寬度不得大于1m。依照此要求通過(guò)創(chuàng)建地形模型對(duì)其爬坡，越溝行走進(jìn)行仿真分析。下圖為仿真的部分圖片截取，首先是一個(gè)坡度為15度，隨后為一個(gè)寬度為1m。仿真過(guò)程中，水底行走履帶車(chē)均能平穩(wěn)通過(guò)。下圖為行走過(guò)程中水底行走履帶車(chē)重心位置與速度的變化曲線圖綠色為速度曲線，藍(lán)色為重心的Y軸坐標(biāo)（豎直位移），底部為X軸坐標(biāo)（縱向位移）由位移與速度，位移與車(chē)身重心縱坐標(biāo)曲線圖可以看出水底行走履帶車(chē)能夠滿足設(shè)計(jì)要求的爬坡與過(guò)溝能力。速度與車(chē)體重心位移的變化曲線準(zhǔn)確，能夠真實(shí)反映水底行走履帶車(chē)在爬坡與越溝過(guò)程中運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的特征及變化。在上坡過(guò)程中可以看到車(chē)輛重心平緩上升，速度并未發(fā)生較大變化。在剛開(kāi)始下坡過(guò)程中，速度會(huì)突然增加到一個(gè)峰值，經(jīng)過(guò)波動(dòng)后逐漸趨于平緩，而過(guò)溝過(guò)程中重心位置與速度并未發(fā)生明顯變化。 水底行走履帶車(chē)履帶增設(shè)懸掛系統(tǒng) 在之前對(duì)于坦克履帶車(chē)的仿真中已經(jīng)證實(shí)對(duì)于重型車(chē)輛，扭轉(zhuǎn)式懸掛要由于螺旋彈簧式懸掛。這一理論在水底行走履帶車(chē)上是否同樣適用，接下來(lái)將進(jìn)行驗(yàn)證。由于該型履帶車(chē)設(shè)計(jì)因素，無(wú)法進(jìn)行強(qiáng)度較高的爬坡仿真，將通過(guò)仿真車(chē)輛駛過(guò)顛簸軟質(zhì)路面的方式來(lái)驗(yàn)證懸掛作用效果。由于在平地顛簸道路上單個(gè)承重輪受力波動(dòng)幅度較小，受其他因素影響較大故分析無(wú)法體現(xiàn)懸掛優(yōu)劣性?，F(xiàn)僅對(duì)車(chē)體重心的縱向位移進(jìn)行分析。未安裝懸掛時(shí)：安裝螺旋彈簧懸掛時(shí)：安裝扭力彈簧懸掛時(shí)：由曲線圖能夠得知當(dāng)使用螺旋彈簧式彈性懸掛時(shí)水底行走履帶車(chē)的車(chē)體能夠獲得比無(wú)懸掛和安裝扭桿懸掛時(shí)更為出色的行駛穩(wěn)定性，并且能夠緩解使履帶車(chē)車(chē)體重心發(fā)生的的豎直方向位置波動(dòng)。而在安裝扭桿彈簧懸掛時(shí)水底行走履帶車(chē)在通過(guò)顛簸路面時(shí)未能使其車(chē)體重心的豎直方向位移波動(dòng)得到明顯改善。因此在水底行走車(chē)此類(lèi)履帶寬度遠(yuǎn)大于承重輪寬度，且無(wú)需克服較大坡度的履帶車(chē)輛上應(yīng)采用螺旋式彈簧懸掛能有效改善通過(guò)顛簸路面的穩(wěn)定性。6 總結(jié)在此次軟件仿真實(shí)驗(yàn)中，兩類(lèi)履帶行駛車(chē)輛體現(xiàn)了截然不同的特性。爬坡越障方面坦克履帶車(chē)具備高通過(guò)性，能夠跨越有較大坡度的地形地貌，但對(duì)松軟地質(zhì)的適應(yīng)能力則不如水底行走履帶車(chē)。轉(zhuǎn)向能力方面，水底行走履帶車(chē)的特殊履帶結(jié)構(gòu)注定其無(wú)法實(shí)現(xiàn)坦克履帶車(chē)具有的單邊轉(zhuǎn)向與原地轉(zhuǎn)向能力，只能使用差速轉(zhuǎn)向方式，且因?yàn)槁膸О褰Y(jié)構(gòu)原因使得其轉(zhuǎn)向半徑較大且易受地質(zhì)影響。而履帶懸掛系統(tǒng)方面通過(guò)對(duì)比可以看出坦克履帶車(chē)上使用扭桿式懸掛性能更佳，而水底行走履帶車(chē)上使用傳統(tǒng)懸掛的效果較好。在這次寫(xiě)論文的過(guò)程中，我首次接觸了RecurDyn這樣的專(zhuān)業(yè)多體動(dòng)力學(xué)仿真軟件。之前只接觸過(guò)proe這樣的基本構(gòu)件仿真與ansys的靜力學(xué)有限元分析功能，而RecurDyn相較而言更為實(shí)用。在使用RecurDyn的過(guò)程中，感覺(jué)此款軟件使用簡(jiǎn)單，界面友好且易于上手。需要編程的地方較少，很多復(fù)雜功能都能通過(guò)簡(jiǎn)單的參數(shù)設(shè)置來(lái)實(shí)現(xiàn)。除此之外，其分析速度較為快捷，并可以方便地生成圖表并依此進(jìn)行直觀地對(duì)比與分析。此次論文主題為履帶車(chē)輛及驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)建模與仿真，此次建模與仿真實(shí)驗(yàn)基于車(chē)輛地面力學(xué)理論，并依據(jù)提供的地質(zhì)參數(shù)，進(jìn)行了一系列單項(xiàng)，對(duì)照實(shí)驗(yàn)， 應(yīng)用RecurDyn構(gòu)件了履帶車(chē)輛模型，并進(jìn)行仿真計(jì)算，對(duì)其直線、轉(zhuǎn)向、爬坡等能力進(jìn)行分析與評(píng)估，對(duì)兩種不同結(jié)構(gòu)的懸掛在不同履帶車(chē)輛上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并分別找出其履帶車(chē)輛適合的懸掛類(lèi)型，為履帶車(chē)輛履帶底盤(pán)及驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)實(shí)際設(shè)計(jì)上的結(jié)構(gòu)優(yōu)化與性能評(píng)估奠定基礎(chǔ)。此次仿真實(shí)驗(yàn)還體現(xiàn)出了計(jì)算機(jī)仿真軟件對(duì)于履帶車(chē)輛結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要作用，其具有的低成本，高效率以及易于調(diào)整的優(yōu)勢(shì)是實(shí)際實(shí)驗(yàn)不能達(dá)到的，當(dāng)然實(shí)際實(shí)驗(yàn)中會(huì)存在更多不確定因素的影響，但在實(shí)際實(shí)驗(yàn)之前先經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)后再進(jìn)行實(shí)際實(shí)驗(yàn)有助于大幅降低實(shí)驗(yàn)成本，縮短設(shè)計(jì)時(shí)間，降低工作強(qiáng)度，有利于科研工作高效、快速地開(kāi)展與普及。 7 書(shū)目[1] 劉義, RecurDyn多體動(dòng)力學(xué)仿真基礎(chǔ)應(yīng)用與提高, 北京: 電子工業(yè)出版社, 2013. [2] 焦曉娟, RecurDyn多體系統(tǒng)優(yōu)化與仿真技術(shù), 北京: 清華大學(xué)出版社, 2010. [3] 張?zhí)? “深海履帶式集礦機(jī)多體動(dòng)力學(xué)建模與行走性能仿真分析,” 機(jī)械工程學(xué)報(bào), pp. 173180, 2015:51(6). [4] 王建春, “基于RecurDyn的高架履帶推土機(jī)行走系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)仿真研究,” 機(jī)械工程, pp. 2226, 2012:43. 35
公司管理相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1