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履带式车辆行走机构动力学与履带板轻量化研究
| 论文题名： | 履带式车辆行走机构动力学与履带板轻量化研究 |
| 关键词： | 军用履带式车辆;行走机构;动力学;轻量化设计;拓扑优化 |
| 摘要： | 军用履带关系到整车的作战能力，并占整车比重较大，履带重量太重会使车辆加速性能下降，增大燃料损耗，缩短车辆悬挂装置的使用寿命。履带板是履带的核心部件，其作业环境恶劣，直接与路面接触，经受扭压、弯曲等作用力，质量要求较高。因此，对履带行走过程动力学研究与优化履带板结构、减轻履带重量，从而提高和改善履带综合性能，是当前工程机械行业亟需解决的问题，对履带的发展有着相当重要的作用。 本文以多体系统动力学理论为基础，建立了某军用履带式车辆的虚拟样机，在Universal Mechanism系统中对整机在各工况下进行了动力学仿真与分析，对车辆在斜坡转向行驶中转向半径、履带法向负荷、履带中动态张紧力等参数展开研究，从而得到各主要参数在车辆转向过程中变化规律。并提取了车辆在各工况下作用在负重轮上的动载荷，利用有限元方法得到车辆在各工况下履带板的应力应变分布，对其结果进行分析，发现其强度和刚度远远满足使用要求，有轻量化的余量。因此，利用ANSYS Workbench中拓扑优化模块对各工况下的履带板进行了拓扑优化，根据拓扑优化的结果并考虑履带板附着能力以及排除淤泥功能，优化履带板结构，获得了轻量化模型，总体减重3.189kg，占总重量的7.9％。 最后，为了验证履带板的轻量化设计对其性能的影响，对轻量化后的履带板进行了各工况下的有限元分析。通过对比分析可以看出:轻量化后的履带板比轻量化前的应力分布更加均匀，且履带板强度和刚度满足使用要求，从静力学方面验证了履带板轻量化方案的可行性，对今后履带式车辆履带板的设计、生产和应用具有一定的实际参考意义。 |
| 作者： | 薛乃雄 |
| 专业： | 材料工程 |
| 导师： | 苏勇;冯德平 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 合肥工业大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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