履带式装甲车悬挂优化及减振性能研究

发布时间：2020-09-16 09:19

　　 履带装甲车中悬挂装置的主要作用是弹性地连接负重轮和车体,并利用悬挂装置中的弹性元件吸收和缓冲路面不平对车体造成的冲击,衰减车体振动,从而可保证对车辆操作稳定性和车辆行驶平顺性的需求。履带装甲车辆中常采用扭杆悬挂作为其悬挂装置,而扭杆悬挂的简化模型相当于弹簧振子,受载荷振动后很难达到平稳,不利于装甲车辆的操作稳定性和行驶平顺性。本文首先以扭杆悬挂为研究对象进行分析研究,根据扭杆悬挂的工作原理将扭杆悬挂模型进行简化,并对其结构进行优化设计。采用MATLAB/Simulink系统仿真软件及ANSYS Workbench有限元软件对优化后的扭杆悬挂进行性能验证。本文的主要研究内容如下:(1)简单阐述了履带装甲车辆常用的悬挂装置。首先简单论述了常用悬挂装置的工作原理和结构组成,同时也分析了扭杆悬挂装置和油气悬挂装置的优点和不足。为后续进行悬挂装置的优化做准备。(2)结合扭杆悬挂和油气悬挂的各自优点设计带有阻尼减振器的扭杆悬挂装置和阻尼系数可调的半主动悬挂装置。根据三种悬挂装置中车体及悬挂装置的受力情况,对车体模型进行适当简化,并建立三种悬挂装置的单轮动力学模型和动力学微分方程及四种半车悬挂装置的动力学模型和动力学微分方程。(3)利用滤波白噪声法生成路面不平度,模拟路面激励,为悬挂装置的动态仿真提供路面输入。依据建立的悬挂装置的微分方程,利用MATLAB/Simulink系统仿真软件创建三种悬挂装置单轮悬挂仿真模型及四种半车悬挂装置的仿真模型,对悬挂模型进行系统仿真,并对动态仿真结果进行研究处理。仿真结果表明,半主动悬挂装置的减振性能最好,其次为装有减振器的扭杆悬挂装置,扭杆悬挂装置的减震性能最差。(4)利用ANSYS Workbench有限元分析软件分析不同悬挂装置对扭杆弹簧的疲劳寿命的影响。根据前面得到的悬挂装置Simulink仿真结果,分别提取三种悬挂装置中扭杆弹簧受到的最大扭矩作为疲劳寿命分析的载荷,并分析三种悬挂装置对扭杆弹簧疲劳寿命的影响。仿真结果表明,扭杆悬挂装置中扭杆弹簧的疲劳寿命最短,其次为装有阻尼减振器的扭杆悬挂装置,而半主动悬挂中的扭杆弹簧具有最长的疲劳寿命。
【学位单位】：中北大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2017
【中图分类】：TJ811

【参考文献】

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本文编号：2819683