某迫击炮牵引装置限位块仿真分析.pdf
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1、迫击炮牵引装置在行驶过程中 轮胎受到路面冲击载荷作用 使得扭力轴扭转、挡块碰撞限位块 较大的反复冲击会使得限位块发生断裂 为了研究限位块断裂原因 建立了迫击炮牵引装置多体动力学模型 通过仿真计算得到路面行驶状态限位块受力规律 获得了限位块碰撞接触力峰值 建立了上、下限位块有限元模型并进行了冲击载荷下的瞬态动力学分析 得出限位块所受应力最大值以及最大值所在位置 即分析出限位块易断裂的部位 结果表明 上限位块焊缝处最大应力位于焊缝边缘处 下限位块最大应力位于 形弯转处 其值接近材料屈服强度 易发生疲劳断裂 基于此 进一步对限位块进行疲劳分析 结果表明下限位块寿命远小于上限位块 易发生疲劳断裂 根据
2、疲劳分析结果对限位块进行形状优化 大幅度提高了限位块寿命关键词:多体动力学仿真 接触建模 强度分析 有限元 疲劳分析中图分类号:文献标志码:文章编号:()():.:第 期戈灿灿等:某迫击炮牵引装置限位块仿真分析 随着现代战争形势的变化迫击炮将向着大威力、强机动性、高精度等方向发展 牵引装置大大地减轻了人力背运的负担特别是把大口径迫击炮放在牵引装置上很大程度上提高了其机动性增加了战术的灵活性为步兵提供稳定可靠的火力支援 我国地域广阔且地形复杂在路面上行驶时路面对车轮产生激励扭力轴和曲柄用于缓冲来自地面的瞬态冲击限位块用于防止扭转轴过度转动造成损坏因此扭力轴和限位块是牵引装置的重要零部件其受力状态
3、成为制约牵引装置能否正常行驶的关键因素之一 火炮行驶时地面激励从车轮传到车体使得扭力轴扭转同时带动挡块上、下摆动反复碰撞限位块会导致限位块的断裂机动性和行驶安全性都是牵引装置在野外作战行驶时的重要指标扭力轴扭断、限位块断裂均会导致牵引装置无法正常行驶 笔者将采用整体与局部相结合的思路研究限位块的受力状态与应力状态从而为限位块的故障分析提供理论指导对限位块进行有限元分析的难点在于限位块上接触力的获取 利用有限元软件直接对迫击炮及牵引装置整体进行仿真分析、计算行驶状态下限位块受到的应力耗时长且计算困难多体动力学方法计算速度快具有成熟的行驶动力学分析功能 因此采用多体动力学方法建立迫击炮牵引装置行驶
4、动力学模型计算获得限位块冲击载荷 然后建立上、下限位块的精细有限元模型进行瞬态动力学和疲劳分析获得限位块动态应力分布和疲劳寿命 目前已有很多针对火炮进行多体动力学以及有限元 方面的研究 钱明伟等基于 方法建立了适应于自行火炮行进间动态特性仿真研究的多刚体动力学模型得出路面不平度引起的车体扰动较大覃凌云等基于履带车辆负重轮动载荷理论估算模型及履带车辆多体动力学模型分别开展行驶速度、路面不平度及履带板参数对负重轮动载荷的影响分析为履带车辆的性能分析和结构优化设计提供理论基础 笔者针对限位块断裂这一故障进行仿真分析得出断裂位置以及限位块所受到最大应力值并与实际断裂情况进行对比并通过疲劳计算得出易断裂
5、位置的寿命 多体动力学建模仿真.路面建模路面不平度是牵引装置行驶动力学建模的重点之一 路面不平度是指道路表面相对于已知理想基准平面的偏离程度 对于路面不平度可以通过路面功率谱密度来描述其统计特点 根据路面功率谱密度国际标准化组织提出将路面划分为 个不平等级不同等级路面对应不同的值 根据某一路面等级()的取值将(时零件发生疲劳破坏对限位块载荷分析采用 疲劳设计和静态疲劳分析法用 软件对上、下限位块进行静力学分析再利用 软件进行疲劳可靠性分析确定限位块容易发生疲劳破坏的位置和各节点的疲劳寿命.疲劳分析结果疲劳分析载荷谱采用时间序列载荷谱 在 中用单位载荷对限位块进行静力学分析把多体动力学仿真得到的
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