履带车辆动力学仿真技术发展与展望.pdf

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1、第!"卷第!期兵工学报./01!",/1!!##$年%月&’(&&)*&*+,(&)--*23!##$!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!履带车辆动力学仿真技术的发展与展望韩宝坤李晓雷孙逢春（北京理工大学车辆与交通工程学院，北京，4###54）摘要履带车辆在军事领域中发挥重要作用。由于履带车辆自身及使用环境的复杂性，传统的研究模式导致研制费用高、周期长。运用建模仿真技术研究履带车辆已成为趋势，对其发展起了巨大的推动作用。本文对仿真技术在履带车辆动力学仿真研究中的阶段性成果，按照平稳性模

2、型、压力分布与通过性模型、转向性模型进行了回顾和总结，对履带车辆动力学仿真中常用的大型软件做了介绍，并展望了履带车辆动力学仿真技术今后的发展方向。关键词计算机应用；履带车辆；建模；仿真；发展中图分类号(6547#14履带车辆依其良好的通过性能在现代军事、农解，数值仿真得以实现。第三，近年来多体动力学业、建筑业等领域发挥着十分重要的作用。特别是（*B0C>D/E3F3=2:>;?）的发展为解决履带车辆自身在军事方面，现代战争对履带车辆的要求不断提高，复杂性的问题提供了出路。运用多体力学的方法，履带车辆的机动性能成为重要课题。履带车辆出现可以把构成履带车辆的各个部件作为刚性体或

3、柔性于!##多年前，但真正的发展是在第二次世界大战体，通过各种约束组合起来，求解约束方程和动力学之后。这是由于履带车辆本身是一个非常复杂的机方程就可以获得履带车辆的动力学性能。这些理论械系统，而且其使用环境十分复杂多变。由于缺乏的发展和完善为通过建模仿真技术来研究履带车辆对路面特性的认识和车辆对路谱响应的研究，人们的动力学性能奠定了基础。很难对履带车辆的机动性能有深刻全面的认识。所仿真技术伴随着计算机的发展日臻成熟，它对以从履带车辆出现后的很长一段时间里，对履带车于履带车辆的研究具有重要意义。随着履带车辆的辆的研究一直处于“经验7试验”的基础上，设计—重型化和机动性能的提高

4、，仅仅通过试验手段获取试制—试验—改进一直是履带车辆研究的传统模数据已经显得力不从心，各国新型履带车辆的研制式。这种模式的弊端是很明显的，它是建立在经验周期不断缩短，也促使人们运用仿真技术来研究履公式和大量试验基础之上的，需要大量的人力物力，带车辆。研制周期长。!履带车辆动力学仿真技术的发展二次世界大战后，随着对履带车辆的需求量增加和相关基础理论的发展和完善，人们对履带车辆对履带车辆的建模与仿真基本上可以分为两大的认识更加深刻了，并将其研究推进到新的水平。类：低速履带车辆的建模与仿真；高速履带车辆的建首先是地面力学（(8992:8;<2=>;?）的发展和完善，使模与仿真。履

5、带车辆动力学建模与仿真的目的可分车辆—地面间的作用力关系不再神秘，特别是为：转向性分析；平稳性分析；地面压力分布和牵引@8AA89的压力—沉陷关系，使对履带车辆在某些路特性的预估。针对不同的履带车辆的不同动力学特面上的力学性能的预估成为可能。其次，计算机的性，人们建立了不同的履带车辆模型。出现、发展和数值算法在计算机上的实现，使得描述!1!平稳性模型履带车辆动力学性能的大量代数—微分方程得以求履带车辆的平稳性在很大程度上同轮式车辆是!##!年!月收稿，!##$年$月定稿。第>期履带车辆动力学仿真技术的发展与展望>C1相同的。但由于履带对负重轮的围包作用，使得履的路面上进行实

6、车试验，通过仪器测量（如圆锥穿入带车辆的平稳性更为复杂。仪）来确定车辆对地面的压力分布，预测车辆的通过!"#$%&’(和)%*+,-(.（/012）提出的’(3性能。这种方法对于估计相似车辆在相似行驶条件［/］是较早的履带车辆模型，如图/4/所下的通过性能是有效的，但对不同车辆或不同行驶!!模型示。该模型假设车体为刚体，可以作垂直运动、俯仰状况就无能为力了。运动和平动。负重轮被模化为由周向均布的径向弹用建模仿真的方法预测履带车辆的通过性能与簧构成，只能作垂直运动。悬挂系统被简化为平动试验方法有本质不同。它建立在对车辆—路面相互弹簧阻尼元件。这个模型也体现了履带效应，在相作用

7、力和作用原理有深刻了解的基础之上。它要考邻负重轮轮心上连接有弹簧。当一个负重轮相对于虑履带车辆的主要结构特征（如牵引装置、悬挂系车体有位移时，弹簧会牵动相邻的负重轮运动，以体统、履带性能等），地面的基本特征以及履带对地面现履带对负重轮的托带作用。同样在负重轮与主动的压应力、剪切应力等。H9-7IJ在这方面所建立轮、诱导轮之间也加装了弹簧。的履带车辆模型具有代表性。他针对低速履带车辆和高速履带车辆的不同特点建立了(KLM!模型和’KLM!模型［N］。’KLM!模型是高速履带车辆模型，如图/5>所示。这个模型考虑了履带