履带车辆悬挂系统振动仿真与减振器能耗分析
2012-10-08蔡兆忠李慧梅张小明
装甲兵工程学院学报 2012年3期
蔡兆忠,李慧梅,2,安 钢,张小明
(1.装甲兵工程学院机械工程系,北京100072;2.军事交通学院汽车工程系,天津300161)
对于馈能式悬架的研究,国外始于20世纪90年代,其中:Wendel等人[1]提出将能量再生系统运用于车辆悬架,讨论了可能的实现方案;Saito等人[2]研究了将振动能量转化为电能存储于蓄电池中的方法;Noritsugu等人[3]探讨了车辆悬架气动执行机构的能量再生潜力。我国这方面的研究始于21世纪之后,主要集中于个别高校。就目前的整体状况来看,馈能悬架的研究还停留在理论研究和初步试验阶段,距离实际生产应用还有一段距离。相关研究主要针对民用车辆,有关履带装甲车辆的研究还比较少。笔者以配置摩擦式减振器的履带车辆为研究对象,分析了不同路况、车速下减振器能耗的问题。
1 模型的建立
基于多体动力学软件RecurDyn,建立了履带车辆简化的实体模型,包括车身、悬挂系统和行动装置。笔者所研究的车辆一侧安装有6个负重轮,各负重轮均采用扭杆悬挂,其中第1、2、6轮增加摩擦式减振器。根据扭杆弹簧和摩擦式减振器的工作特点,研究过程中,它们均可采用“旋转弹簧-阻尼-驱动器”模型进行等效模拟[4-5]。
扭杆弹簧具有很高的强度,其扭转刚度在工作范围内为线性,其扭转力矩与扭转角度的关系为

式中:M为扭杆扭转力矩,单位为N·m;k为扭杆刚度系数,单位为 N·m/rad;θ为扭转角度,单位为rad;G为扭杆剪切弹性模量,单位为Pa;dT和LT分别为扭杆的外直径和工作长度,单位为m。
摩擦式减振器……
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