林火巡护全地形车通过性研究及前悬架虚拟模型优化设计

论文摘要

本文针对从美国引进的林火巡护全地形车辆,一方面通过相应计算和实车试验,分析研究了该车辆的越野通过性。另一方面,结合国产化林火巡护全地形车辆初样机的开发,应用虚拟样机技术以及虚拟样机软件ADAMS,建立并优化分析了前悬架的动力学虚拟模型。林火巡护车辆需要具备良好的越野通过性,才能够满足林区恶劣地形的需求以及保证巡护人员的生命安全,因此,在实际应用已引进的林火巡护全地形车之前,研究该车辆的通过性能及其影响因素是必要的。这种先进的林火巡护全地形车辆的国产化研究在我国当前具有很大的应用研究价值,本文从前悬架模型的研究着手,为林火巡护全地形车辆整车样机模型的建立提供参考、奠定基础。为了尽快形成自主开发能力、缩短开发周期、降低开发成本、提前进行评价,本文应用“设计—仿真—试验”的现代化设计理念,将虚拟样机技术应用到林火巡护全地形车辆的国产化研究中,快速准确地应用虚拟样机软件ADAMS建立悬架系统的动力学模型,应用该软件强大的仿真分析功能对前悬架模型进行双轮平行跳动仿真试验,全面准确地评价模型是否符合设计要求,根据仿真数据对所建立的模型进行优化改进。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 国内外林火地面巡护设备现状对比
• 1.3 国内外林火地面巡护扑救设备研制技术的现状对比
• 1.4 本文的研究目的与主要内容
• 2 林火巡护全地形车通过性分析研究
• 2.1 林火巡护全地形车概述
• 2.2 车辆越野通过性概述
• 2.3 通过垂直障碍物分析研究
• 2.3.1 车辆通过垂直障碍物的条件以及力学分析
• 2.3.2 车辆通过垂直障碍物试验
• 2.4 通过水平壕沟分析研究
• 2.4.1 车辆跨越水平壕沟的力学分析
• 2.4.2 车辆跨越水平壕沟试验
• 2.5 通过陡坡分析研究
• 2.5.1 车辆能克服的最大坡度角计算
• 2.5.2 爬坡试验
• 2.6 本章小结
• 3 林火巡护全地形车国产化初步研究
• 3.1 全地形车辆的国产化研究价值及未来发展趋势
• 3.2 虚拟样机技术应用于林火巡护全地形车国产化研究中的意义
• 3.3 虚拟样机技术概述
• 3.4 林火巡护全地形车虚拟样机开发环境的确定
• 3.4.1 ADAMS软件的主要功能
• 3.4.2 本文中应用的ADAMS软件模块介绍
• 3.4.3 ADAMS软件中车辆系统的组成
• 3.4.4 ADAMS软件中车辆的坐标系统
• 4 前悬架模型的建立与仿真分析
• 4.1 车辆悬架设计性能要求
• 4.2 在ADAMS/Car中建立前悬架三维动力学模型
• 4.2.1 条件假设
• 4.2.2 前悬架模型的建模准备及参数确定
• 4.3 悬架系统的仿真分析
• 4.3.1 车轮外倾角仿真分析结果
• 4.3.2 主销后倾角及后倾拖距仿真分析结果
• 4.3.3 主销内倾角及主销偏移距仿真分析结果
• 4.3.4 前轮前束仿真分析结果
• 4.4 本章小结
• 5 前悬架模型的优化设计
• 5.1 前悬架模型的参数化分析和试验设计
• 5.2 前悬架模型的优化设计
• 5.3 前悬架模型优化前后的仿真结果对比
• 5.3.1 车轮外倾角
• 5.3.2 主销后倾角与后倾拖距
• 5.3.3 主销内倾角及主销偏移距
• 5.3.4 前轮前束
• 5.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢