装甲车辆行动部分载荷标定与识别技术研究

论文摘要

由于行驶路面复杂多变,履带车辆在行驶过程中,平衡肘承受并传递交变载荷作用,严重影响装甲车辆行动系统的使用寿命。目前,国内对装甲车辆载荷测试与识别的研究还处在理论研究阶段,通过实际测试,获得装甲车辆运行时的载荷数据,并对载荷进行标定和识别具有重大意义。本论文以某履带式步兵战车为研究对象,主要研究其平衡肘的载荷识别特性。论文主要由理论研究和试验验证两部分组成。理论方面,对载荷识别技术进行深入研究确定平衡肘的载荷识别法。试验方面,对平衡肘受到的六分力进行识别并进行编谱。本论文主要作了以下工作：1.介绍了动载荷识别的国内外研究现状,总结了装甲车辆载谱的研究概况；介绍了动载荷识别的理论和研究方法,对频域法和时域法的理论进行了深入分析,并将频域法确定为本文的载荷识别方法。2.对平衡肘的结构进行了分析,利用PROE建模软件建立了平衡肘的三维模型,并将模型导入ANSYS12.0进行修改,通过定义材料属性,划分网格,施加约束和载荷对有限元模型进行分析,得到平衡肘在三个方向加载和综合加载情况下的等效应力云图,并提取了测点的等效应力值。3.首先对平衡肘的受力进行了分析并建立了力学模型,介绍了测点的布置和应变片的粘片位置,其次对载荷标定试验方案和流程进行了介绍,通过不同的加载得到各测点的载荷标定数据,并对标定数据进行了深入分析。4.通过不同路况不同车速的跑车试验,采集装甲车辆平衡肘的实测载荷数据；对数据进行预处理得到测点的应力—时间历程,根据建立的载荷识别模型利用matlab信号处理软件并编写程序对平衡肘进行载荷识别,得到载荷和扭矩曲线,并编制了载荷谱,为结构设计和疲劳寿命的估计提供了依据；简要介绍了神经网络的平衡肘载荷识别法,分析了优缺点,和本文的识别方法进行比较,验证了本文所用方法的合理性及可行性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 概述
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 国外研究概况
• 1.2.2 国内研究概况
• 1.3 现有方法存在的问题和不足
• 1.4 装甲车辆载荷研究概况
• 1.5 本论文主要研究内容
• 第二章 动载荷识别理论与研究方法
• 2.1 动载荷识别的过程及基本假设
• 2.2 动载荷识别频域法
• 2.2.1 频响函数矩阵求逆法（DI-LS）
• 2.2.2 模态坐标转换法
• 2.3 动载荷识别时域法
• 2.3.1 载荷识别时域法的基本原理
• 2.3.2 基于Duhamel积分的时域法
• 2.3.3 基于阶跃响应的时域载荷识别法
• 2.3.4 动载荷识别的SWAT方法
• 2.4 其他载荷识别技术
• 2.5 本章小结
• 第三章 结构建模及有限元分析
• 3.1 Pro/E简介及功能特点
• 3.2 平衡肘结构分析及模型构建
• 3.3 有限元法基础
• 3.3.1 有限元法基本思想及求解步骤
• 3.3.2 ANSYS软件简介
• 3.4 平衡肘有限元模型的建立
• 3.4.1 单元类型及材料属性
• 3.4.2 网格划分
• 3.4.3 有限元计算及分析
• 3.5 小结
• 第四章 平衡肘载荷标定技术
• 4.1 平衡肘受力分析
• 4.1.1 负重轮受力分析
• 4.1.2 平衡肘力学模型
• 4.2 测点选择及应变片布置
• 4.3 载荷标定试验
• 4.3.1 标定试验流程
• 4.3.2 载荷标定试验力学模型
• 4.3.3 载荷标定试验
• 4.4 标定载荷数据分析
• 4.5 本章小结
• 第五章 平衡肘载荷识别及载荷谱编制
• 5.1 试验概况
• 5.1.1 试验简介
• 5.1.2 试验装置
• 5.2 平衡肘载荷识别模型
• 5.3 载荷信号的识别与处理
• 5.3.1 载荷信号的预处理
• 5.3.2 载荷信号识别
• 5.3.3 载荷谱编制
• 5.4 神经网络应用于平衡肘载荷识别
• 5.4.1 神经网络概述
• 5.4.2 BP网络结构和学习算法
• 5.4.3 BP网络结构设计原则
• 5.4.4 神经网络应用于平衡肘载荷识别
• 5.5 两种方法的比较
• 5.5.1 神经网络方法优缺点分析
• 5.5.2 传统方法优缺点分析
• 5.6 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 总结
• 6.2 展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文
• 致谢