履带车辆动力学建模与仿真技术概述

履带车辆动力学模型的建立是进行动力学分析、车辆参数设计、车辆结构优化不可或缺的一步。为了能够对履带车辆动力学建模和仿真方法具有明确的了解和认识,对履带车辆的地面力学模型、平稳性模型、转向动力学模型的发展历程和一些典型建模方法进行介绍。并介绍了车辆动力学常用仿真软件的使用方法和一些仿真思路,对履带车辆仿真的几项关键仿真技术进行了分析。     

基于模型试验的履带车动力学研究方案设计

对利用模型试验开展履带车动力学研究的试验方案进行了设计。首先对模型试验总体方案和模型履带车结构设计进行分析和介绍。在此基础上,结合月球车模型试验的研究成果,对履带车模型试验测控仪器进行了合理布置,最后介绍了模型试验的功能实现。     

履带车辆试验台建模与控制方法

基于实际路面工况与试验台结构建立了以主动轮受力为输入、主动轮角加速度为输出的履带车辆动力学模型,推导了履带车辆整车等效到主动轮惯量;辨识了试验台系统传递函数,提出了速度跟踪结合单边速度闭环扭矩双边加载的控制方法实现负载模拟.设计此控制方法的台架系统试验结果表明在换挡、爬坡过程中车辆速度无跳动或较大波动,输出扭矩变化符合实际路面工况,并有较高的负载模拟精度;证明了此控制方法在履带车辆台架试验负载模拟中的有效性和精确性.     

履带车辆牵引特性的仿真与验证

履带车辆的地面牵引特性是反映车辆行驶性能的重要指标之一。通过实车试验对某履带式车辆在不同路面上进行测试,获得地面牵引力与滑转率的一一对应的关系,并通过建立履带车辆的多刚体动力学模型和指定土壤的路面模型,对该车辆模型进行了虚拟试验测试,所得到的车辆地面牵引力与滑转率的对应关系与实车试验结果有较好的一致性,研究结果表明,文中所采用的方法可以用来估计车辆的地面牵引特性。     

基于模型试验的车辆动力学研究概述

长期以来,模型试验一直是解决车辆动力学问题的重要手段。回顾了国内外模型试验的发展现状,概述了国内外学者应用模型试验开展车辆动力学研究的相关成果,最后有针对性地对模型试验方法在履带车辆动力学方面进行了研究方法的探讨。     

履带车辆传动系统换挡工况瞬态动力学分析

提出了一种分析履带车辆动力传动系统瞬态动力学行为的仿真模型。首先,考虑离合器非线性摩擦系数和齿轮间隙等非线性因素,分别建立发动机、离合器和齿轮副等部件模型并集成为一个动力传动系统集中参数仿真模型。其次,以履带车辆油门开度突变这一瞬态工况为例,分析了过程中发生的齿轮反冲、脱啮和离合器粘滑颤振等动力学现象的机理。最后,利用小波变换进行了时频分析,辨识出了瞬态动力学行为的发生时刻和其在输出转矩中的频率成分,结果表明对应频率为114 Hz的轮齿反冲对传动系统输出转矩有显著影响,频率范围在1 500~5 000 Hz的摩擦元件颤振对输出转矩仍有一定影响,而5 k Hz以上的高频振动则对输出转矩的影响较小。     

履带车辆悬挂系统半主动控制建模与仿真

建立了履带车辆二自由度车体振动模型,选定状态变量,得出悬挂系统状态方程和振动微分方程。提出了基于线性二次型（LQR）最优控制理论的半主动控制算法。对硬土路面激励下履带车辆悬挂系统的半主动控制效果进行了仿真,并与被动控制效果进行比较。结果表明该算法能很好控制车体位移和加速度。     

车辆传动系统虚拟样机建模与验证

为实现在设计阶段对车辆传动系统性能进行预测,以目前广泛应用的液力机械传动系统的组成和工作原理为基础,提出了可闭锁式液力变矩器和换挡离合器两个关键部件级,以及整个系统级虚拟样机建模方法,并进一步分析建立了相对应的数学模型。以起步工况试验的动力输入特性和操纵方式作为模型的输入条件对其进行了验证。通过仿真与试验测试结果对比,表明所建立的模型正确、合理并具有较高的精度。     

基于ADAMS/ATV的高速履带车辆建模与仿真

为研究高速履带车辆行驶的平顺性,基于动力学仿真软件ADAMS/ATV环境,以某型军用高速履带车辆为例,建立其简化动力学模型。将路面不平度和车辆行驶速度相结合对模型进行仿真,并采集车体的典型部位的振动响应,对其振动特性进行功率谱分析。仿真分析结果表明:该模型能够较好地反映实际履带车辆的动力学特性。该模型的建立可为车辆的平顺性研究提供模型参考。     

履带板推进力的模型试验研究

本文在研究履带板推进力形成机理基础上,将履带板推进力分为两部分,其一为由土壤内聚力及土壤对虚带板的外附力所产生的推进力;其二为由土壤内摩擦力及土壤对履带板的外摩擦力所产生的推进力。依据模型试验基本理论,为了避免模型畸变,推导出用两种模型履带板试验预测原型履带板推进力的方程式及试验方法。     

挖掘机行走履带建模及模态分析

【目的】行走履带在液压挖掘机挖掘作业过程中容易发生冲击振动、疲劳裂纹及腐蚀失效等常见故障,研究基于UG/ANSYS的液压挖掘机行走履带结构建模及模态分析至关重要。【方法】笔者以22t型液压挖掘机行走履带为研究对象,对液压挖掘机的行走履带进行了载荷计算及失效机理分析,借助UG软件对行走履带进行简化建模并装配,运用ANSYS Workbench软件对行走履带简化三维模型进行了模态分析,并确定了行走履带各零部件的振动特性。【结果】行走履带1阶频率为6.041 Hz,左侧履带板最大变形量为49.049 mm,向上产生扭转变形;行走履带2阶频率为6.144 Hz,右侧履带板最大变形量为49.586 mm,向上产生扭转变形。【结论】模态分析可为有效预防行走履带产生谐振及提高行走稳定性提供理论支持,同时为后续多阶模态分析及结构改进提供实用参考。     

高地隙三角履带底盘多体动力学建模与试验

三角履带底盘具有高地隙、接地压力小、机动性好等优点,多体动力学分析是研究履带底盘运动特性的重要方法.以高地隙三角履带底盘为研究对象,建立了履带底盘各组件和车体总成的拓扑结构模型,分析了各部分之间的约束和运动关系;采用运动学和动力学手段分析了履带底盘行驶和爬坡的运动过程,构建了承重轮与履带接触模型、履带张紧力模型和履带-...     

橡胶履带轮履带周长建模与试验

橡胶履带轮用于更换轮式车辆的轮胎,以提高其越野性能。为避免脱带和履带过度拉伸,使履带周长与轮系相匹配,提出了一种基于轮系中各轮相对位置变化的橡胶履带周长建模方法。在多种地形条件下,使用多相机视频测量系统对轮系中各轮上标记点进行追踪,利用采集到的标记点坐标重构各轮轴线,并进一步采用该方法重建履带周长。在平整钢板上的试验结果表明,由于履带弯曲刚度不均匀,构建的履带平均周长为3 791.62 mm,标准差为3.51 mm,比履带实际周长3 812 mm略小,且略有波动。根据在多种地形条件下的测量结果构建的履带周长,其标准差与平整钢板上一致,均为3.5 mm左右。平均值在3 787.78~3 794.75 mm之间,基本与平整钢板上的履带平均周长一致。因此,橡胶履带周长建模方法能够在多种地形条件下评估履带周长,为履带轮设计提供依据。     

履带车辆的转向控制

介绍了履带车辆由拉杆式转向操纵机构改为由方向盘控制的转向操纵机构的原理、方案和组成，试验证明该系统能很好地满足履带车辆的转向和行驶。     

履带车辆的转向控制

介绍了履带车辆由拉杆式转向操纵机构改为由方向盘控制的转向操纵机构的原理、方案和组成,试验证明该系统能很好地满足履带车辆的转向和行驶.     

基于耦合机构的电传动履带车辆驱动系统建模与仿真

为提高双侧独立电机驱动的履带车辆的电机功率利用率,采用一种功率耦合驱动方案,针对传统动力学模型不能准确反映履带车辆的动态性能,利用多体动力学软件Recur Dyn建立车辆动力学模型,同时利用控制系统分析软件Matlab/Simulink建立电机控制模型,运用协同仿真技术进行仿真分析,验证履带车辆模型的准确性,得到了预期的结果。证明了该功率耦合方案的可行性,为履带车辆的电传动方案提供一种选择。     

履带车辆转向问题的研究

本文介绍了根据履带车辆转向时,高、低速履带产生的滑转和滑移现象,来研究履带车辆在转向过程中各参数间相互关系的一种理论。 这一理论建立了履带车辆匀速转向时,转向的运动学和动力学参数间的关系。根据这一理论所推导的公式,可以通过测定转向过程的运动学参数来计算和确定转向时的动力学参数;反之,当已知动力学参数时,也可以计算出运动学参数。 本文还介绍了精确测定转向时高速和低速履带转向极的相对横向偏移的方法,以及由此确定与转向阻力矩各个有关的参数的实验方法,此法不同于通过测量履带或驱动轮上的力和力矩来确定转向阻抗系数值的那种传统方法。 文中介绍了作者通过实验所获得的某些数据。可供有关同志参考。     

履带车辆转向机构的设计

本设计是模仿轮式车辆的转向方式和差速器原理,把原来的两根制动拉杆换成方向盘。通过轮系的转动机齿轮的转动从而来控制履带车辆的转向。当转动方向盘时,带动齿轮转动,于是将变量传到转向行驶变量泵实现转向。而转向时减速由凸轮传动出入一个变量,传入控制直线行驶的轮系,实现自动减速。     

履带车辆传动系统的传热仿真

分析了履带车辆传动系统的传热过程，应用集总参数法建立了传动系统的传热模型，基于一维不可压缩流动理论建立了传动润滑系统的流动模型。采用耦合分析的方法将传动系统的传热与流动作为一个整体进行研究，建立了履带车辆传动系统的综合传热仿真模型，并编制了仿真程序。对某型履带车辆传动系统的传热进行了实例仿真，仿真结果与试验值较为一致，为研究其传热性能提供了有效的依据。     

履带车辆换挡离合器作为车辆起步离合器的技术

分析了装有行星变速箱的履带车辆的主离合器起步和换挡离合器起步过程,提出了利用换挡离合器作为起步离合器的无主离合器起步方法,并且制定了换挡离合器起步的控制策略。实车试验表明,利用换挡离合器起步的方案可行,基本满足起步过程的平顺性要求。