履带车辆行动系统动力学仿真分析

摘要

履带车辆区别于轮式车辆的最显著特点之一，是利用履带行驶系统来完成自铺路面的行走，使得履带车辆的野外行驶能力，越障能力和机动性能都得到保证。随着现代履带车辆对机动性要求不断提高，车辆在斜坡行驶、软地急转弯等恶劣工况行驶过程中履带脱轮现象时有发生，使得车辆丧失机动性，陷入“瘫痪”状态，直接影响了车辆的行驶通过性和作战任务等。
　　 本文针对履带车辆行驶系统的动力学特性进行研究，主要侧重于车辆行驶过程中履带脱轮问题的分析。对履带行驶系统的制动性能、转向性能、斜坡行驶稳定性和地面车辆力学做详细的理论分析。利用三维建模软件Pro/E和多体动力学分析软件RecurDyn对履带车辆的行驶系统进行建模和分析，定义行驶系统的各种约束和载荷，完成履带车辆行动系统动力学特性的理论分析。
　　 对履带车辆在坚实、干沙两种路面工况下行驶性能进行动力学仿真，考查车辆悬挂装置及履带张紧装置在这两种路面工况下对车辆机动性能和行驶平顺性的影响。仿真结果表明，软地(干沙)行驶时车辆的动力学响应比硬地面时复杂，发生履带脱轮甚至车辆的侧翻等危险情况的几率增大。
　　 通过对转向机理的研究，进一步分析了典型路面工况、履带预张紧力、转向半径等因素对转向性能的影响，为提高履带链在高速转向时的稳定性以及履带行驶系统的结构优化设计提供了参考依据。
　　 研究结果表明，利用虚拟样机技术，可以完成履带车辆的多体动力学响应分析工作，其仿真试验数据在解决车辆转向过程中的脱轮问题及结构优化设计研究中，提供了有力的依据。