铝合金负重轮结构的力学性能研究

发布时间：2021-02-14 01:46

　　本论文针对我国某履带式自行火炮轻量化技术的要求，利用铝合金材料通过多次挤压整体成形技术，制造出满足技术要求的铝合金负重轮，并利用有限元软件对其瞬态动力学特性进行了分析。论文主要内容过程如下：首先，通过分析7A04铝合金材料的物理性能，提出了挤压整体成形铝合金负重轮的工艺路线和主要参数，设计了挤压成形模具，通过挤压整体成形制造出铝合金负重轮。从负重轮不同部位取样，把试样做成标准样件进行了拉伸试验，得到了经过四次挤压成形的7A04铝合金的屈服极限0.2、强度极限b和延伸率；其次，建立了履带式自行火炮行走装置动力学模型，对其进行了运动学分析和动力学分析，计算出了履带式自行火炮在几种典型工况下，作用在负重轮上的载荷，为进行有限元分析奠定了基础。最后，利用有限元分析软件ANSYS，先建立了铝合金负重轮有限元模型，对其进行了模态分析，得到了各阶固有频率和模态，结果表明其固有频率与工作频率相差较大，不会发生共振；接着建立了考虑履带板—负重轮滚动接触和负重轮—平衡肘轴接触的铝合金负重轮有限元模型，对其进行了瞬态动力学分析，得到了铝合金负重轮在各种工况下的刚度和强度，结果表明，多次整体挤压成形的铝合金负... 

【文章来源】：中北大学山西省

【文章页数】：85 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 选题的背景和意义
        1.1.1 履带式车辆的发展历史
        1.1.2 选题背景
        1.1.3 本课题意义
    1.2 国内外研究发展现状
        1.2.1 国外研究发展现状
        1.2.2 国内发展现状
    1.3 主要研究内容
2 铝合金负重轮塑性精密成形
    2.1 引言
    2.2 7A04 铝合金负重轮挤压工艺的确定
        2.2.1 挤压温度
        2.2.2 挤压件图设计和加工余量的确定
        2.2.3 挤压成形工艺方案
        2.2.4 挤压力和毛坯尺寸的确定
        2.2.5 挤压润滑
        2.2.6 挤压速率
    2.3 铝合金负重轮成形模具设计
    2.4 铝合金负重轮挤压成形
    2.5 热处理与后续机械加工
    2.6 力学性能试验
    2.7 本章小结
3 各种工况下作用在负重轮上的载荷
    3.1 引言
    3.2 履带式车辆运动学分析
    3.3 履带式车辆动力学分析
        3.3.1 牵引力
        3.3.2 附着力
        3.3.3 行驶阻力
        3.3.4 履带式车辆的驱动条件和附着条件
    3.4 作用在负重轮上的载荷
        3.4.1 作用在负重轮上的静载荷
        3.4.2 作用在履带上的预张力
        3.4.3 越野时，作用在负重轮上的最大载荷
        3.4.4 履带式车辆原地匀速转向时，作用在负重轮上的载荷
        3.4.5 火炮射击时作用在负重轮上的载荷
    3.5 本章小结
4 铝合金负重轮有限元分析
    4.1 引言
    4.2 铝合金负重轮有限元模型的建立
        4.2.1 铝合金负重轮几何模型的建立
        4.2.2. 单元的选择和网格的划分
        4.2.3 位移边界条件的施加
        4.2.4 接触选项
    4.3 铝合金负重轮各工况下的力学性能分析
        4.3.1 模态分析
        4.3.2 工况一：履带式车辆加速
        4.3.3 工况二：履带式车辆制动
        4.3.4 工况三：履带式车辆越野行驶时
        4.3.5 工况四：履带式自行火炮原地匀速转向
        4.3.6 工况五：火炮射击时，铝合金负重轮的刚度和强度
    4.4 本章小结
5 结论和展望
    5.1 结论
    5.2 展望
参考文献
攻读硕士期间发表的论文及所取得的研究成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]大型履带行走装置支重轮和履带板接触分析[J]. 闫振华,王国强,姚宗伟,陈洪涛.  农业工程学报. 2012(17)
[2]履带车辆原地转向特性仿真研究[J]. 陈兵,田政,尹忠俊,王文瑞.  车辆与动力技术. 2011(02)
[3]英陆军装甲车辆发展现状与趋势分析[J]. 王雄高.  国外坦克. 2010(10)
[4]摩托车铝合金车轮扭转疲劳有限元分析[J]. 赵建华,张宁.  铝加工. 2010(03)
[5]履带式自行火炮负重轮轮毂轻量化技术研究[J]. 潘玉田,马新谋,马昀.  火炮发射与控制学报. 2009(02)
[6]履带车辆路面激励响应仿真[J]. 马吉胜.  系统仿真学报. 2008(09)
[7]基于有限元法的履带起重机支重轮设计方法探讨[J]. 荀志国,高顺德,赵福令,王益华.  建筑机械. 2007(21)
[8]坦克负重轮三维温度场有限元计算研究[J]. 蒋陆德,毕小平,张智诠.  装甲兵工程学院学报. 2007(04)
[9]基于有限元分析的铝合金车轮弯曲疲劳寿命的预测[J]. 钟翠霞,童水光,闫胜暂,张响,徐立.  机械设计与制造. 2006(12)
[10]坦克履带的应用及其发展[J]. 乔中莲,张治民.  国防技术基础. 2005(06)

硕士论文
[1]2A50铝合金负重轮挤压铸造数值模拟优化及试验研究[D]. 魏静.哈尔滨工业大学 2011
[2]铝合金负重轮液态模锻成形的组织性能均匀化控制研究[D]. 曹广祥.哈尔滨工业大学 2010
[3]变形温度和变形次数对7A04铝合金组织与性能影响研究[D]. 黄文辉.中北大学 2010
[4]镁合金负重轮温挤压成形工艺研究[D]. 陈刚.中北大学 2009
[5]7A04铝合金轮毂挤压成形工艺与实验研究[D]. 席鹏翀.中北大学 2008
[6]铝合金车轮的有限元分析与疲劳寿命预测[D]. 陈玉发.南京理工大学 2008
[7]55m3矿用挖掘机履带行走装置动力学研究[D]. 李海伟.吉林大学 2008
[8]轿车铝合金车轮模态计算和优化设计[D]. 孙红梅.燕山大学 2007



本文编号：3032920