基于運動特性的兩棲車輛關鍵技術研究.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動、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、噴水推進效率和發(fā)動機的輸出功率。隨著發(fā)動機增功率的發(fā)展“瓶頸”和推進器的日趨成熟,本文從水中運行時的航行水阻力出發(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;運用HYPERMESH軟件結合計算速度和計算精度進行單元網(wǎng)格劃分;設計在不同的行駛環(huán)境下,并利用流體動力學軟件FLUENT對兩棲車輛的粘性繞流場進行了數(shù)值模擬。通過仿真分析,結果表明,車體尾部形狀和伸出的車輪對試驗繞流場有較大的影響;車輛行動部件的改變同樣可以有效的減小兩棲車輛在水中航行時的阻力;同時證明行駛環(huán)境的改變對阻力也有較大的影響,并給出一定的試驗數(shù)據(jù),從而確立了車輪收放裝置的實際使用價值。
　　其次,根

3、據(jù)航行水阻力分析,運用結合了組合矢量法和幾何解析法兩者優(yōu)點的混合數(shù)學模型法,引進有限轉動張量法則,建立精確的車輪收放裝置的懸架靜力學和動力學的數(shù)學模型。并將小生境遺傳算法引入到車輪收放裝置的前期優(yōu)化設計中,以減少人為參數(shù)設定的不周密性,降低設計周期、提高設計效率。結合了并列選擇法的特點,對車輪收放裝置模型進行了運動學多目標優(yōu)化設計計算,通過擇優(yōu)選擇、高次迭代后,排除運動干涉項,求取結構的最優(yōu)解。同時還設計了一種兩棲車輛專用油氣彈簧系統(tǒng),

4、可用以實現(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節(jié)。此彈簧系統(tǒng)能夠自動適應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,建立兩棲車輛收放裝置的多體系統(tǒng)動力學仿真模型,用以驗證前文中所用算法優(yōu)化設計結果的可行性。仿真分析結果表明:利用小生境遺傳算法所設計計算出來的優(yōu)化結構具有良好的動力學運動特性,能夠符合一般路面平順性和安全性要求;同時證明此方法可以