履带车辆行驶动力学耦合模型及其优化求解方法

摘要

履带车辆是一种在军事、农工、建造等领域广泛使用的特种车辆，特别在国防军用方面发挥着举足轻重的作用。但因为其结构复杂，行驶环境通常较为恶劣，如果采用前人的经验或者实车测试的方法对其动力学参数进行分析与优化，过程和结果往往无法达到预期。为了便于分析履带车辆行驶动力学参数对其行驶性能的影响从而进行优化设计，以国产某型号主战坦克为研究对象，根据它的实际结构建立其在软土随机路面上行驶时的动力学方程;引入土壤力学相关知识和离散的思想并解出该行驶动力学耦合方程，计算车辆质心竖直振动加速度和主动轮的牵引力;基于该模型并通过筛选试验，采用多目标遗传算法进行参数优化，使得该模型在理论上拥有更好的行驶性能。
　　全文共分五章，第一章阐明了本课题的来源和现实背景，系统地概括了国内外在履带车辆仿真、建模和分析方面的研究工作，论述了土壤和履带车辆相互作用的研究进展，从而明确了论文的总体思路;第二章对多体系统动力学基本理论和方法、大型商用仿真软件RecurDyn进行了介绍，并在RecurDyn中建立履带车辆的动力学模型;第三章根据多体系统动力学知识建立履带车辆在软土随机路面上极速行驶的动力学方程并求解;第四章通过筛选试验和多目标遗传算法对第三章建立的行驶动力学模型进行结构和性能参数优化;第五章作为本文的总结，对本文所做的研究内容进行了概括，指出了所存在的不足，明确了改进方向。

目录

声明

致谢

摘要

1 绪论

1．1 课题背景及研究意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 履带车辆建模与分析

1．2．2 履带车辆与软土地相互作用

1．3 本文主要研究内容

2 多体动力学理论和履带车辆行动系统建模

2．1 多刚体系统动力学

2．2 RecurDyn软件简介

2．3 履带车辆行动系统建模

2．3．1 履带系统

2．3．2 悬挂系统

2．3．3 约束和动力施加

2．3．4 软土随机路面建立

2．4 本章小结

3 履带车辆行驶动力学耦合模型

3．1 随机路面激励建立

3．2 履带板及板间运动与受力分析

3．3 土壤对履带的压力分布和剪切作用力

3．4 履带车辆动力学方程

3．5 行驶动力学耦合模型及其解耦

3．6 验证分析

3．7 本章小结

4 履带车辆行动系统参数优化

4．1 遗传算法

4．2 履带车辆关键参数筛选试验

4．2．1 正交表和筛选试验

4．2．2 基于行驶动力学耦合模型的筛选试验

4．3 多目标遗传算法优化

4．4 本章小结

5 总结与展望

5．1 总结

5．2 展望

参考文献