底部防护型车辆悬挂系统优化设计技术研究
发布时间：2021-07-22 16:29
针对目前在非对称战争中频繁使用地雷或简易爆炸装置的情况,如何在不影响车辆行驶平顺性和机动性的前提下,提升车辆的抗爆炸冲击能力成为防护型车辆发展的重点及难点。因此,对防护型车辆的重要部件进行相关参数分析及优化来提高车辆的防护能力显得十分重要。悬挂系统作为车辆底盘的重要的组成部分,不仅能起到传递力的作用,还能起到缓和冲击的作用。本文以某底部防护型车辆为研究对象,通过理论分析、数值模拟与试验相结合的方法对爆炸环境下悬挂系统防护性能进行了研究,主要研究内容如下:首先,归纳总结了国内外底部防护型车辆及悬挂系统的发展,并对爆炸冲击工况下乘员损伤耐受度进行了研究。然后,通过对不同悬挂系统进行轮下小当量TNT（5OOg）爆炸仿真分析,对比悬挂上止点和下止点加速度数据响应结果,计算出各悬挂系统上止点相对于下止点的加速度衰减比,确定螺旋弹簧悬挂系统为本文主要的研究目标。再然后,进行整车模块化建模,对目标车辆进行了材料参数研究,确立了模型在爆炸条件下的边界条件,通过整车轮下爆炸仿真与试验验证了整车模型建立的准确性。随后,针对螺旋弹簧悬挂系统的弹簧刚度和减震系统的阻尼系数对悬挂系统抗爆炸冲击的影响进行单因子分...
【文章来源】：南京理工大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．２胫骨动态冲击试验??Ｙｏｇａｎａｎｄａｎ在２７－８５岁之间选取５２个腔骨样本模型进行试验，通过对实验结果利??
＼?＼??力传感器ｊ摆＿??图１．２胫骨动态冲击试验??Ｙｏｇａｎａｎｄａｎ在２７－８５岁之间选取５２个腔骨样本模型进行试验，通过对实验结果利??用威布尔技术进行统计学分析，推导出乘员下胫骨受力与损伤风险概率关系式：??？，「?ｆ?，０．０３４８＞＜乂?＋?０．４１５父厂、７４２５８２１??ｐ＝１１ｅｘｐｒ（—￣？￣￣Ｍ」?（Ｌｉ）??式中：Ｐ表示下胫骨骨折概率；Ａ表示样本年龄；Ｆ表示胫骨所受轴向力峰值（单??位：ＫＮ）。在已知胫骨轴向受力的情况下可以通过上式计算不同年龄乘员胫骨骨折概??率。图１．３为２５、４５和６５岁乘员小腿胫骨损伤风险曲线。??１｜?＇?＇?＇?厂广厂?ＩＦ２ＩＦ??：ｆｆｆ?ａ??ｉ〇：?ＪＪＪ??０?２?４?６?８?１０?１２?１４?１６??小鼷受力螓值／ｋＮ??图１．３?２５、４５和６５岁乘员小腿胫骨损伤风险曲线图??通过图１．３中的曲线可以看出：当小腿部损伤风险值为１０％?（损伤等级为：ＡＩＳ?２＋）??时，２５、４５和６５岁的耐受度分别是：７．０?ｋＮ、５．４?ｋＮ和３．８?ｋＮ。为了保护军用车辆中??大多数人的胫骨安全（估计年龄在２０到４５岁之间），ＡＥＰ－５５规定５．４?ＫＮ为乘员下胫??骨损伤耐受值。??１．２本文主要研究工作??为提升整车结构的抗爆炸冲击能力，避免车内乘员损伤，本课题组自２０１０年以来，??在国家自然科学基金和诸多校企合作项目的支持下，对爆炸冲击下车身结构响应进行了??大量的仿真分析和试验工作。在上述工作过程当中创新性的提出悬挂系统抗爆炸冲击防??７??
图２．２爆轰波的Ｒａｙｌｅｉｇｈ线与Ｈｕｇｏｎｉｏｔ线??根据公式（２．７）、公式（２．８）分别绘制的冲击波的Ｈｕｇｏｎｉｏｔ线和爆轰波的Ｈｕｇｏｎｉｏｔ??线如图２．２中的曲线一和曲线二，曲线三为过０点的等熵线。??爆炸物包含巨大的能量，凝聚态炸药的爆速高于４０００ｍ／Ｓ，在爆炸瞬间处于高温、??高压状态，爆炸物从引爆到完全爆轰的过程非常短，理想的气体状态方程无法确切描述??其爆轰产物的物理状态［３１］，为了计算爆炸物在爆炸瞬间的体积、密度、能量变化，引入??爆轰产物气体状态方程及其控制方程，建立爆炸源模型。??１０??
【参考文献】：
期刊论文
[1]防雷车抗爆性能仿真方法[J]. 王大奎,杨小银,娄文忠,王辅辅,郑旭阳,潘海. 中北大学学报(自然科学版). 2017(02)
[2]双横臂螺旋弹簧独立悬架的分析与计算[J]. 张志刚,辛春亮,李海林,杨永祥. 重型汽车. 2017(02)
[3]爆炸环境下乘员约束系统参数分析及优化[J]. 龚李施,皮大伟,钱明军,田达笠,周云波. 兵器装备工程学报. 2017(03)
[4]基于Kriging近似模型的碳纤维增强复合材料疲劳性能预测及其应用[J]. 籍庆辉,朱平,卢家海,刘钊. 上海交通大学学报. 2017(02)
[5]阿联酋国产武器装备的代表作 NIMR系列新型轮式装甲车[J]. 何雅楠. 坦克装甲车辆. 2017(03)
[6]土耳其新型Kirpi防地雷反伏击车[J]. 陈友龙. 坦克装甲车辆. 2017(03)
[7]基于相似理论的车身底部防护仿真分析研究[J]. 赵君临,王显会,张鑫磊,彭兵. 科学技术与工程. 2017(01)
[8]爆炸与冲击问题的大规模高精度计算[J]. 马天宝,任会兰,李健,宁建国. 力学学报. 2016(03)
[9]基于ADAMS的某重型车辆双前桥悬架系统建模与仿真分析[J]. 胡艳连,乔洁,付兴元,田豪,刘常青. 北京汽车. 2015(05)
[10]帕累托最优在车辆底部防护结构设计中的应用研究[J]. 魏然,王显会,周云波,王良模,郑雅丽. 兵工学报. 2015(06)
博士论文
[1]基于多学科优化设计方法的白车身轻量化研究[D]. 卢放.吉林大学 2014
硕士论文
[1]侧面爆炸环境下车身结构优化设计研究[D]. 彭兵.南京理工大学 2017
[2]一种改进的梯度加强Kriging结构可靠度代理模型方法[D]. 杨玮琳.哈尔滨工业大学 2016
[3]大型钢储罐爆炸动力响应及热屈曲数值模拟[D]. 郑力翀.浙江大学 2015
[4]某型车驾驶室底部防护技术研究[D]. 郑雅丽.南京理工大学 2014
本文编号：3297493
【文章来源】：南京理工大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．２胫骨动态冲击试验??Ｙｏｇａｎａｎｄａｎ在２７－８５岁之间选取５２个腔骨样本模型进行试验，通过对实验结果利??
＼?＼??力传感器ｊ摆＿??图１．２胫骨动态冲击试验??Ｙｏｇａｎａｎｄａｎ在２７－８５岁之间选取５２个腔骨样本模型进行试验，通过对实验结果利??用威布尔技术进行统计学分析，推导出乘员下胫骨受力与损伤风险概率关系式：??？，「?ｆ?，０．０３４８＞＜乂?＋?０．４１５父厂、７４２５８２１??ｐ＝１１ｅｘｐｒ（—￣？￣￣Ｍ」?（Ｌｉ）??式中：Ｐ表示下胫骨骨折概率；Ａ表示样本年龄；Ｆ表示胫骨所受轴向力峰值（单??位：ＫＮ）。在已知胫骨轴向受力的情况下可以通过上式计算不同年龄乘员胫骨骨折概??率。图１．３为２５、４５和６５岁乘员小腿胫骨损伤风险曲线。??１｜?＇?＇?＇?厂广厂?ＩＦ２ＩＦ??：ｆｆｆ?ａ??ｉ〇：?ＪＪＪ??０?２?４?６?８?１０?１２?１４?１６??小鼷受力螓值／ｋＮ??图１．３?２５、４５和６５岁乘员小腿胫骨损伤风险曲线图??通过图１．３中的曲线可以看出：当小腿部损伤风险值为１０％?（损伤等级为：ＡＩＳ?２＋）??时，２５、４５和６５岁的耐受度分别是：７．０?ｋＮ、５．４?ｋＮ和３．８?ｋＮ。为了保护军用车辆中??大多数人的胫骨安全（估计年龄在２０到４５岁之间），ＡＥＰ－５５规定５．４?ＫＮ为乘员下胫??骨损伤耐受值。??１．２本文主要研究工作??为提升整车结构的抗爆炸冲击能力，避免车内乘员损伤，本课题组自２０１０年以来，??在国家自然科学基金和诸多校企合作项目的支持下，对爆炸冲击下车身结构响应进行了??大量的仿真分析和试验工作。在上述工作过程当中创新性的提出悬挂系统抗爆炸冲击防??７??
图２．２爆轰波的Ｒａｙｌｅｉｇｈ线与Ｈｕｇｏｎｉｏｔ线??根据公式（２．７）、公式（２．８）分别绘制的冲击波的Ｈｕｇｏｎｉｏｔ线和爆轰波的Ｈｕｇｏｎｉｏｔ??线如图２．２中的曲线一和曲线二，曲线三为过０点的等熵线。??爆炸物包含巨大的能量，凝聚态炸药的爆速高于４０００ｍ／Ｓ，在爆炸瞬间处于高温、??高压状态，爆炸物从引爆到完全爆轰的过程非常短，理想的气体状态方程无法确切描述??其爆轰产物的物理状态［３１］，为了计算爆炸物在爆炸瞬间的体积、密度、能量变化，引入??爆轰产物气体状态方程及其控制方程，建立爆炸源模型。??１０??
【参考文献】：
期刊论文
[1]防雷车抗爆性能仿真方法[J]. 王大奎,杨小银,娄文忠,王辅辅,郑旭阳,潘海. 中北大学学报(自然科学版). 2017(02)
[2]双横臂螺旋弹簧独立悬架的分析与计算[J]. 张志刚,辛春亮,李海林,杨永祥. 重型汽车. 2017(02)
[3]爆炸环境下乘员约束系统参数分析及优化[J]. 龚李施,皮大伟,钱明军,田达笠,周云波. 兵器装备工程学报. 2017(03)
[4]基于Kriging近似模型的碳纤维增强复合材料疲劳性能预测及其应用[J]. 籍庆辉,朱平,卢家海,刘钊. 上海交通大学学报. 2017(02)
[5]阿联酋国产武器装备的代表作 NIMR系列新型轮式装甲车[J]. 何雅楠. 坦克装甲车辆. 2017(03)
[6]土耳其新型Kirpi防地雷反伏击车[J]. 陈友龙. 坦克装甲车辆. 2017(03)
[7]基于相似理论的车身底部防护仿真分析研究[J]. 赵君临,王显会,张鑫磊,彭兵. 科学技术与工程. 2017(01)
[8]爆炸与冲击问题的大规模高精度计算[J]. 马天宝,任会兰,李健,宁建国. 力学学报. 2016(03)
[9]基于ADAMS的某重型车辆双前桥悬架系统建模与仿真分析[J]. 胡艳连,乔洁,付兴元,田豪,刘常青. 北京汽车. 2015(05)
[10]帕累托最优在车辆底部防护结构设计中的应用研究[J]. 魏然,王显会,周云波,王良模,郑雅丽. 兵工学报. 2015(06)
博士论文
[1]基于多学科优化设计方法的白车身轻量化研究[D]. 卢放.吉林大学 2014
硕士论文
[1]侧面爆炸环境下车身结构优化设计研究[D]. 彭兵.南京理工大学 2017
[2]一种改进的梯度加强Kriging结构可靠度代理模型方法[D]. 杨玮琳.哈尔滨工业大学 2016
[3]大型钢储罐爆炸动力响应及热屈曲数值模拟[D]. 郑力翀.浙江大学 2015
[4]某型车驾驶室底部防护技术研究[D]. 郑雅丽.南京理工大学 2014
本文编号：3297493
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