基于運(yùn)動(dòng)特性的兩棲車輛關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、兩棲車輛是一種具備陸地行駛能力又具有水中航行特性的特殊車輛。它能夠像車輛一樣在陸地上機(jī)動(dòng)、靈活的行駛,又能像船舶一樣在水面上快速航行。然而,水上航行能力與速度一直是制約兩棲車輛發(fā)展的重要因素。這是由于水上航速主要取決于航行水阻力、噴水推進(jìn)效率和發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率。隨著發(fā)動(dòng)機(jī)增功率的發(fā)展“瓶頸”和推進(jìn)器的日趨成熟,本文從水中運(yùn)行時(shí)的航行水阻力出發(fā),研究并采用了一種減阻增速的新方法。
　　本文采用組合建模法,在UG中建立兩棲車輛的多區(qū)域

2、多形狀的物理模型;運(yùn)用HYPERMESH軟件結(jié)合計(jì)算速度和計(jì)算精度進(jìn)行單元網(wǎng)格劃分;設(shè)計(jì)在不同的行駛環(huán)境下,并利用流體動(dòng)力學(xué)軟件FLUENT對(duì)兩棲車輛的粘性繞流場進(jìn)行了數(shù)值模擬。通過仿真分析,結(jié)果表明,車體尾部形狀和伸出的車輪對(duì)試驗(yàn)繞流場有較大的影響;車輛行動(dòng)部件的改變同樣可以有效的減小兩棲車輛在水中航行時(shí)的阻力;同時(shí)證明行駛環(huán)境的改變對(duì)阻力也有較大的影響,并給出一定的試驗(yàn)數(shù)據(jù),從而確立了車輪收放裝置的實(shí)際使用價(jià)值。
　　其次,根

3、據(jù)航行水阻力分析,運(yùn)用結(jié)合了組合矢量法和幾何解析法兩者優(yōu)點(diǎn)的混合數(shù)學(xué)模型法,引進(jìn)有限轉(zhuǎn)動(dòng)張量法則,建立精確的車輪收放裝置的懸架靜力學(xué)和動(dòng)力學(xué)的數(shù)學(xué)模型。并將小生境遺傳算法引入到車輪收放裝置的前期優(yōu)化設(shè)計(jì)中,以減少人為參數(shù)設(shè)定的不周密性,降低設(shè)計(jì)周期、提高設(shè)計(jì)效率。結(jié)合了并列選擇法的特點(diǎn),對(duì)車輪收放裝置模型進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)學(xué)多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)計(jì)算,通過擇優(yōu)選擇、高次迭代后,排除運(yùn)動(dòng)干涉項(xiàng),求取結(jié)構(gòu)的最優(yōu)解。同時(shí)還設(shè)計(jì)了一種兩棲車輛專用油氣彈簧系統(tǒng),

4、可用以實(shí)現(xiàn)車輛車輪在陸地上放下著地行駛,車輪在水中收起及車身高度的控制調(diào)節(jié)。此彈簧系統(tǒng)能夠自動(dòng)適應(yīng)行駛中沖擊力和壓力的改變,并為陸地上的正常行駛提供了保障。
　　最后,根據(jù)ADAMS軟件分析和仿真的特點(diǎn),建立兩棲車輛收放裝置的多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)仿真模型,用以驗(yàn)證前文中所用算法優(yōu)化設(shè)計(jì)結(jié)果的可行性。仿真分析結(jié)果表明:利用小生境遺傳算法所設(shè)計(jì)計(jì)算出來的優(yōu)化結(jié)構(gòu)具有良好的動(dòng)力學(xué)運(yùn)動(dòng)特性,能夠符合一般路面平順性和安全性要求;同時(shí)證明此方法可以