基于刚性模型的履带车动力学建模与仿真研究*

2013-08-25桂华良

金属矿山 2013年3期

王涛桂华良

(1.衢州学院机械工程学院;2.浙江红五环机械有限公司)

履带机构一般由主动轮、托链轮、诱导轮、负重轮和履带片组成，是一个复杂的动力学系统。采用基于经验公式和大量试验的传统研究方法导致研发的成本高，周期长。随着计算机和计算方法的飞速发展，将数值模拟技术用于履带车辆的研发能有效地提高设计效率和质量［1］。

目前，多体动力学系统的仿真软件主要有DADS、ADAMS、Recurdyna 和 UM，其中 DADS、Recurdyna、UM采用的是相对坐标的递归算法，运算速度较快，而ADAMS采用的是绝对坐标系，速度稍慢，但都能很好地完成履带车辆的仿真分析。履带模型主要有2种:一种是柔性模型，假设履带为一条链的柔性带子，运用Bekker提出的地面力学压力－沉陷关系、设置土壤的剪切特性、土壤的摩擦特性等来计算地面施加于车辆的各种力，其建模简单快捷且求解效率高，能在设计早期对履带车辆性能快速预测［1］;一种是刚体模型，该模型能详细地对履带板、销以及其他接触零件的力学特征进行研究，但由于考虑到零件间的接触关系，建模过程复杂，需要定义接触对及接触的各项参数，同时刚性模型与柔性模型相比自由度数大，计算量增加。本研究主要阐述基于刚性履带模型的建模机理，通过对履带车辆的平顺性分析，为研发履带车辆提供一种方法。