铰接履带车动力学仿真与履带系统关键件轻量化设计
发布时间：2023-05-08 00:18
铰接履带车作为全地形车辆,因为其较大的接地面积和连接前后车体的铰接装置,具备很高的地形通过能力,现如今已被得到广泛的应用。履带系统与悬挂装置、车体、动力总成有非常密切的联系。作为铰接履带车的重要组成系统之一,首先应该确保履带系统的强度刚度安全,使其工作可靠;其次履带系统工作效率对整车性能指标,如动力性、舒适性等都有直接影响。本文以某型铰接履带车为研究对象,通过对整车进行典型危险工况的动力学仿真,得到履带系统主要关键件的动力学参数;再基于有限元理论,根据动力学仿真结果,利用Hypermesh与ANSYS的有限元联合仿真技术对履带系统关键件进行有限元分析和轻量化设计,为降低整车制造成本和提高使用寿命提供可借鉴的轻量化方案。本文介绍了国内外现有的铰接履带车型,以及基于该车型目前的理论研究现状。阐述了铰接履带车履带系统的结构特点,以及履带系统主要部件间的相互作用关系。通过在LMS Virtual.Lab中建立铰接履带车辆虚拟样机模型,在基于对车辆行驶过程中的运动学与动力学分析基础上,完成了整车爬坡、过沟、越高墙工况的仿真分析,获得了该车辆不同地形条件下的通过能力及履带系统各关键件的某些动态载荷...
【文章页数】：95 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景及来源
1.2 铰接履带车国内外发展状况
1.2.1 铰接履带车国外发展
1.2.2 铰接履带车国内发展状况
1.3 铰接履带车国内外研究状况
1.4 论文研究意义及目的
1.5 本论文主要研究内容
第2章 铰接履带车多体动力学模型搭建
2.1 履带系统概述
2.1.1 主动轮结构特点
2.1.2 诱导轮结构特点
2.1.3 履带板结构特点
2.1.4 负重轮结构特点
2.2 主要部件间的相互作用
2.2.1 主动轮、负重轮-履带板的相互作用
2.2.2 地面-履带板的相互作用
2.3 铰接履带车虚拟样机的建立
2.3.1 多体动力学理论
2.3.2 LMS Virtual.Lab软件介绍
2.3.3 主要部件的建模
2.3.4 动力学参数的定义
2.4 本章小结
第3章 铰接履带车多体动力学仿真分析
3.1 铰接履带车直线行驶运动学分析
3.2 铰接履带车直线行驶动力学分析
3.2.1 履带系统功率损失和效率
3.2.2 直线行驶所受的阻力
3.2.3 车辆行驶的驱动条件和附着条件
3.3 铰接履带车多工况动力学仿真
3.3.1 爬30°坡动力学仿真
3.3.2 跨2.0m壕沟动力学仿真
3.3.3 越1.0m高墙动力学仿真
3.3.4 仿真结果对比
3.4 本章小结
第4章 履带系统关键件有限元分析
4.1 主动轮结构有限元分析
4.1.1 有限元模型建立
4.1.2 材料说明
4.1.3 约束和加载
4.1.4 有限元分析
4.2 诱导轮结构有限元分析
4.2.1 有限元模型建立
4.2.2 材料说明
4.2.3 约束和加载
4.2.4 有限元分析
4.3 履带板结构有限元分析
4.3.1 有限元模型建立
4.3.2 材料说明
4.3.3 约束和加载
4.3.4 有限元分析
4.4 本章小结
第5章 履带系统关键件轻量化设计
5.1 优化设计概述
5.2 优化变量的设置
5.2.1 优化方法的选择
5.2.2 优化设计变量
5.2.3 构建目标函数
5.2.4 确立约束条件
5.3 优化分析
5.3.1 主动轮优化分析
5.3.2 诱导轮优化分析
5.3.3 履带板优化分析
5.4 优化结果
5.4.1 主动轮优化结果
5.4.2 诱导轮优化结果
5.4.3 履带板优化结果
5.4.4 结果对比
5.5 本章小结
第6章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
参考文献
作者简介及科研成果
致谢
本文编号：3811612
【文章页数】：95 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景及来源
1.2 铰接履带车国内外发展状况
1.2.1 铰接履带车国外发展
1.2.2 铰接履带车国内发展状况
1.3 铰接履带车国内外研究状况
1.4 论文研究意义及目的
1.5 本论文主要研究内容
第2章 铰接履带车多体动力学模型搭建
2.1 履带系统概述
2.1.1 主动轮结构特点
2.1.2 诱导轮结构特点
2.1.3 履带板结构特点
2.1.4 负重轮结构特点
2.2 主要部件间的相互作用
2.2.1 主动轮、负重轮-履带板的相互作用
2.2.2 地面-履带板的相互作用
2.3 铰接履带车虚拟样机的建立
2.3.1 多体动力学理论
2.3.2 LMS Virtual.Lab软件介绍
2.3.3 主要部件的建模
2.3.4 动力学参数的定义
2.4 本章小结
第3章 铰接履带车多体动力学仿真分析
3.1 铰接履带车直线行驶运动学分析
3.2 铰接履带车直线行驶动力学分析
3.2.1 履带系统功率损失和效率
3.2.2 直线行驶所受的阻力
3.2.3 车辆行驶的驱动条件和附着条件
3.3 铰接履带车多工况动力学仿真
3.3.1 爬30°坡动力学仿真
3.3.2 跨2.0m壕沟动力学仿真
3.3.3 越1.0m高墙动力学仿真
3.3.4 仿真结果对比
3.4 本章小结
第4章 履带系统关键件有限元分析
4.1 主动轮结构有限元分析
4.1.1 有限元模型建立
4.1.2 材料说明
4.1.3 约束和加载
4.1.4 有限元分析
4.2 诱导轮结构有限元分析
4.2.1 有限元模型建立
4.2.2 材料说明
4.2.3 约束和加载
4.2.4 有限元分析
4.3 履带板结构有限元分析
4.3.1 有限元模型建立
4.3.2 材料说明
4.3.3 约束和加载
4.3.4 有限元分析
4.4 本章小结
第5章 履带系统关键件轻量化设计
5.1 优化设计概述
5.2 优化变量的设置
5.2.1 优化方法的选择
5.2.2 优化设计变量
5.2.3 构建目标函数
5.2.4 确立约束条件
5.3 优化分析
5.3.1 主动轮优化分析
5.3.2 诱导轮优化分析
5.3.3 履带板优化分析
5.4 优化结果
5.4.1 主动轮优化结果
5.4.2 诱导轮优化结果
5.4.3 履带板优化结果
5.4.4 结果对比
5.5 本章小结
第6章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
参考文献
作者简介及科研成果
致谢
本文编号：3811612
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