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1、第26卷第3期计算机仿真2009年3月文章编号:1006-9348(2009)03-0281-05履带车多刚体建模与仿真分析戴瑜,刘少军(中南大学机电工程学院,湖南长沙410083)摘要:首先以车辆地面力学理论为基础,分析了典型的履带与地面相互作用关系及其在RecurDyn/Track(LM)程序中的处理,分别定义了两种典型地面土力学参数,从而建立了基于Bekker理论与Janosi&Hanamoto理论的循环动载荷作用下履带与地面相互作用力学模型;同时分析了履带系统各部件之间的接触力学模型,定义各接触参数及约束关系,从而准确合理地建立了履带车多刚体模型,通过施加运动函数,实
2、现模型在典型地面参数下的行走特性仿真分析,仿真结果与理论分析及实际情况相符合,互为验证,从而为进一步深入研究提供了理论依据与有效分析手段。关键词:履带车;车辆地面力学;多刚体动力学;仿真中图分类号:TP391.9文献标识码:AMulti-Rigid-BodyModelingandSimulationAnalysisforTrackedVehicleDAIYu,LIUShao-jun(CollegeofMechatronicsEngineering,CentralSouthUniversity,ChangshaHunan410083,China)ABSTRACT:Basedon
3、vehicle-terramechanicstheoryforanalyzingthetypicaltrack-soilinteractionanditsappli2cationinRecurDyn/Track(LM)firstly,twotypicalkindsofsoilmechanicparametersaredefined,andwithwhichatrack-soilinteractionmodelundercycle-loadingbasedonBekkertheoryandJanosi&Hanamototheoryisestab2lished.Meanwhile
4、thecontactmechanicalmodelsbetweenpartsofthetracksystemarediscussed,thecontactparam2etersandrestrictionsarealsodefined,whichformthemulti-rigid-bodytrackedvehiclemodelexactlyandreasona2bly.Thenthroughdefiningmotionfunctions,thesimulationanalysisoftrackedvehiclesteeringonthetypicalgroundisperf
5、ormed.Thesimulationresultsarecompatiblewiththetheoreticalanalysisandthefacts,whichprovideatheo2reticalbasisandaneffectivesolutionforfurtherresearches.KEYWORDS:Trackedvehicle;Vehicle-terramechanics;Multi-rigid-bodydynamics;Simulation1引言样机模型,如何建立反映实际土壤特性的地面模型,以及如履带车是一种自铺路面车辆,履带可看作其自携的可移何将履带车模
6、型与地面模型通过力学关系有机结合起来,是动道路,可以连续地在车辆前铺开,车辆在其上通过,然后再困扰履带车动力学分析的主要问题。由车辆收回。履带车便于通过承载能力较低的地面,且牵引RecurDyn作为最新一代动力学仿真分析软件,专门针对力较大,具有良好的通过性能,因而在军用、农用、海底作业复杂履带系统开发了用于坦克装甲车辆设计的高机动性履及施工工程领域得到了广泛的应用。虽然履带车已有200带工具包RecurDyn/Track(HM)和针对履带式工程车辆设计多年历史,但由于其自身及其使用环境的复杂性使得研究一的低机动性履带工具包RecurDyn/Track(LM)。本文以Re2直
7、停留在经验公式和大量试验基础之上,这种传统的研制模curDyn/Track(LM)作为仿真分析平台,利用其提供的履带系式费用高、周期长。现代多体动力学的发展为履带车研究提统参数化部件和丰富的地面剖面库,通过定义系统各部件物供了理论基础,而虚拟现实仿真技术则为其研究提供了一定理参数以及部件之间的相互接触参数与约束关系建立履带的分析手段。如何通过计算机准确合理地建立履带车虚拟车多刚体模型,同时绘制地形并定义典型地面土力学参数,并通过经典的车辆地面力学理论将履带车模型与地面模型基金项目:国家高技术研究发展计划
