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基于构造路面的履带车辆及行星轮系的动力学仿真

杨涛  
【摘要】:行星齿轮传动机构(即行星轮系)由于其结构紧凑、承载能力高等优点被广泛应用于汽车传动装置、直升机传动装置、飞机发动机、重型机械和其他各种工业领域中。但行星齿轮传动机构的传统设计和分析方法过于简单,难以满足实际的需要,随着多体动力学的发展,计算机技术的广泛应用使得精确地分析齿轮动力学响应问题成为可能。 本文研究了路面不平度对履带车辆传动系统(行星轮系)和行动系统的影响,真实的反映了不同路面状况下传动系统的外部条件,为提高传动系统及车辆的设计水平提供重要的数据和技术支持。 本文在Pro/ENGINEER软件中建立了履带车辆的车身模型,以RecurDyn/ Track(HM)作为仿真分析平台,利用其提供的履带模块(Track/HM)构建了车辆的履带系统。在履带车辆模型中,行星齿轮传动机构为履带车辆提供初始转矩。根据履带车辆的受力状况添加约束、力以及驱动等。 利用RecurDyn提供的地面模块(Ground)绘制地面模型。在不同路况下对履带车辆进行了动力学仿真分析,采用贝克理论建立了道路模型。对比分析了履带车辆在硬、软两种地面的动力学仿真和特性,获得了履带车辆重要零部件在各路况下的力学性能曲线,为行星轮系优化设计提供重要依据. 通过仿真实验对水平加速行驶引发的脱链和振跳现象进行考察。进行转弯、翻越垂直墙的实验来综合考察履带车辆的性能,对提高履带行驶系统的设计水平及防止脱链具有重要意义,为履带车辆的整车性能良好的发挥提供行驶建议。 研究结果表明,利用虚拟样机技术,可以完成履带车辆的多体动力学响应分析工作,获得很好的仿真结果,其仿真数据也为优化设计和疲劳性能研究提供了依据,为新产品的开发提供了有效的手段。


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