履带式装甲车辆悬挂性能研究与仿真

摘要

悬挂装置是履带式装甲车辆行走系统比较关键的组成部分，研究不同的外部激励和内部参数的变化对悬挂系统的影响，对其结构的改进和整体性能的提升具有重要意义。本文基于此，主要研究了履带式装甲车辆应用较多的油气悬挂和扭杆悬挂。
　　以某型号履带装甲车辆的油气悬挂系统为参考，建立了油气悬挂的非线性数学模型，以不同车速、不同路面等级的激励作为输入变量，利用MATLAB进行仿真分析，得出了在不同的激励下悬挂油缸活塞杆的受力与位移和速度的关系。
　　建立油气悬挂刚度和阻尼的数学模型，研究悬挂装置阻尼孔过流面积、油缸内径、蓄能器初始充气压强、体积等参数的变化和外界激励参数的变化对悬挂系统的阻尼力、阻尼刚度及刚度系数的影响。设计了油气悬挂新型可变阻尼器，可以在不改变现有油气悬挂布局的情况下，实现油气悬挂系统的半主动控制。还设计了油气悬挂电液伺服液压激振器，以便于试验悬挂系统的耐久性和可靠性。
　　应用UG软件建立扭力轴的三维实体模型，并进行有限元网格划分及添加约束，使用源自美国航空航天局的NXNastran解算器，分别加载平均载荷和冲击载荷，研究了在这两种情况下扭力轴的表层应力、位移变化，并且用切削平面剖开，得出了扭力轴内部的应力及端部位移变化的规律，内部应力及位移分布出现明显的分层现象。
　　根据扭力轴常见缺陷形式，设置了点状圆孔缺陷、横向裂纹缺陷、纵向裂纹缺陷三种形式，用某型号履带装甲车辆三档碎石路面行驶获取的最大冲击载荷加载仿真，定性定量的研究了缺陷处的应力集中现象。应用ANSYSWORKBENCH疲劳分析模块，分别基于应力寿命准则和最大切应变准则进行了扭力轴的高周期循环疲劳分析和低周期循环疲劳分析。经过仿真，研究了在这两种情况下的扭力轴的疲劳寿命和疲劳敏感性。

目录

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1 绪论

1.1课题研究背景及意义

1.2 军用履带悬挂系统概述

1.3 国内外研究现状

1.4 本文的主要研究内容

2 油气悬挂系统的数学模型建立与仿真

2.1 概述

2.2 油气悬挂的简单介绍

2.3 建立油气悬挂的数学模型

2.4 油气悬挂的仿真

2.5 小结

3 油气悬挂刚度阻尼特性分析及可变阻尼器和激振器设计

3.1 概述

3.2油气悬挂系统的刚度特性分析研究

3.3 油气悬挂的阻尼特性研究

3.4油气悬挂新型可变阻尼器的设计

3.5 油气悬挂电液伺服液压激振器的组成和原理设计

3.6 小结

4 扭杆悬挂装置参数设计及扭力轴的强扭处理

4.1 扭杆悬挂装置的类型和参数计算

4.2 扭力轴的结构设计、材料

4.3 扭力轴加工工艺特点

4.4 扭力轴强扭预应力处理

4.5小结

5 扭力轴有限元研究

5.1 有限元方法及NX Nastran软件介绍

5.2 扭力轴三维模型的建立及有限元分析

5.3 轴颈带缺陷的扭力轴有限元分析

5.4 扭力轴的疲劳寿命分析研究

5.5 小结

6 总结与展望

6.1 本论文总结

6.2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文所取得的研究成果

致谢