履带爬山车的软地面的附着特性
随着多体动力学理论的日渐成熟及计算机技术的飞速发展,多体动力学仿真渐渐被大多数研究者所接受。经过近几年大量工程实践的检验,目前一些著名的动力学分析软件:ADAMS、RecurDyn 及 LMS.Virtual.lab 已被广泛应用于航空航天、汽车、船舶、国防、工程机械、家电、汽车零部件及机床等机械制造设计领域。对于履带爬山车辆的动力学仿真,各软件中均有专门的分析模块:ADAMS 中的履带式车辆工具包(ATV),RecurDyn 中的履带爬山车辆子系统 Track(HM),LMS Virtual.lab 中的 Motion(Track System)。其中前两种软件均采用参数化建模,软件中可供选择的三维模型样式单一,只能满足一般建模需求,LMS Virtual.lab 基于 CATIA 的建模环境,使 CAD数据与多体动力学数据集成在一个数据环境中,省却了数据转换的过程且继承了 CAD的操作风格和思维习惯[43],对想要建立自己的三维模型和在仿真过程中经常需要修改三维模型的情况十分有利。
 履带爬山车的软地面的附着特性
  本文基于某履带爬山车的实车参数,采用 LMS Virtual.lab 建立了该履带爬山车的三维多体动力学模型。主要研究了履带爬山车辆行动系统及软地面动力学建模过程中的参数选择及建模过程中遇到的一些难点问题;通过与试验数据对比验证了模型的正确性;分析了履带爬山车辆在典型工况下的动力学响应特性,其中重点分析了履带爬山车辆软地面的附着特性。研究内容具体包括以下几个方面:

  1)完成整车行动系统的动力学模型,包括:几何模型建立,运动副的添加,悬挂系统的建立,自定义 Sensors 的添加,相邻履带板间力的定义方式,软地面模型建立。详细说明了履带与主动轮轮齿、诱导轮、负重轮、拖带轮及地面之间接触碰撞定义中参数的选取。

  2)分析了建模过程中遇到的一些难点问题,如:接触碰撞过程中的“穿透”现象,车辆行驶过程中第一负重轮不接地现象,高速行驶时上支履带向上飘起现象,以及一般情况下影响模型仿真计算时间的几个因素。

  3)建立了 12 立柱车辆-台架模型,模拟实车台架试验工况,通过分析仿真与试验中各负重轮轴头动位移的一致性来验证模型的准确性。

  4)通过对履带爬山车辆翻越崖壁,通过不同波长正弦路面工况的仿真,分析了车辆的越障能力和越野性能。重点研究了履带爬山车辆软地面的附着特性,并从缩短仿真时间的角度考虑,设计了测定履带爬山车辆土壤附着系数的方法。
 履带爬山车的软地面的附着特性
  通过对履带爬山车辆系统动力学建模过程的分析以及对各工况进行仿真分析,为履带车辆的建模提供借鉴,并未车辆的设计、使用等提供参考指导。



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