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某型防暴车功能构件的结构设计与强度分析
| 论文题名： | 某型防暴车功能构件的结构设计与强度分析 |
| 关键词： | 防暴车;碰撞防护;结构设计;强度分析 |
| 摘要： | 声光协同驱散防暴车作为一种通过发射令人感到刺耳的强声和无法适应的强光以打击暴力恐怖分子和驱散人群的软杀伤性特种车辆，主要由声光协同驱散及监控系统，破障冲撞推铲，装甲防护车身，举升作业云台，液压及电控系统等组成。本文针对防暴车设计要求，对破障冲撞推铲、装甲防护车身、举升作业云台三个功能构件进行结构设计与强度分析。 根据防暴车在设计时的指导思想和原则，确定了总体技术参数及整体布置形式；在质心估算的基础上，对防暴车进行翻转失效分析，结果表明防暴车结构布置合理，稳定性高。 根据设计要求，分别确定破障冲撞推铲、装甲防护车身、举升作业云台的设计参数，然后利用 Creo分别建立了破障冲撞推铲、装甲防护车身、举升作业云台的三维模型，并完成装配工作。 利用ADAMS/View模块对破障冲撞推铲进行动力学仿真分析，得出危险时刻的最大铰点受力。然后利用ANSYS/Workbench在最大受力情况下对下侧力臂进行强度校核，结果表明其强度满足要求，破障冲撞推铲设计合理。 在HyperWorks/OptiStruct中建立防暴车骨架有限元模型，采用 Lanczo方法对其进行自由模态分析，提取前六阶固有频率和振型，结果表明其固有频率可以避开路面激励频率，可避免共振的发生。此外采用 HyperWorks/LS-DYNA建立防暴车子弹侵彻防弹钢板的简化模型，采用Johnson-cook材料本构模拟防弹钢板，对其进行运动学仿真，并对比试验验证了模型的准确性。在此基础上，根据防护等级要求，针对不同厚度的防弹钢板进行抗侵彻模拟，得出防弹钢板最终设计厚度为4mm，为防暴车防护性能的提高提供了一定的理论依据。 根据虚功原理和结构力学知识对举升作业云台进行力学分析，然后利用软件ADAMS和 AMESi m对其进行机液联合仿真分析，得到剪叉升降机构油缸举升推力曲线；为提高举升作业云台的稳定性，在 ADA MS中以举升瞬间推力和油压最小为目标，通过灵敏度分析确定设计变量，采用OPT-DE S-SQP优化算法进行优化，优化后举升瞬间推力和油压降低。优化后，利用ANSYS/Workbench对上下推臂进行静力学分析，结果表明其应力满足强度要求，举升作业云台设计合理可靠。 根据Creo和CAD绘制破障冲撞推铲、装甲防护车身、举升作业云台二维图纸、对其进行样机试制和总体装配，完成防暴车样机试制，为进一步研究奠定基础。 |
| 作者： | 耿正阳 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 黄红武;韩勇;欧阳联格 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 厦门理工学院 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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