弹性支撑条件下的大型车载倾斜发射装置整车振动模型仿真

作者:邓飙;郭一锋;李天石 刊名:兵工自动化 上传者:朱前珍

【摘要】在考虑轮胎纵向和侧向动反力的基础上,建立弹性支撑条件下的整车振动综合模型,利用导弹剪切闭锁力作为系统激励,分别在综合模型和不考虑轮胎纵向和侧向动反力的简化模型上进行仿真计算,并对试验结果进行对比。结果表明,轮胎的侧向和纵向动反力对系统振动有重要影响,不能忽略。

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0引言大型车载倾斜发射装置时,若采用轮胎着地支撑代替液压油缸支撑,可缩短发射准备时间,减轻装备质量,提高装备机动性。但车体的悬架与轮胎将会在发射冲击激励的作用下产生振动,使导弹发射的振动环境恶劣。为研究这种弹性支撑条件下发射装置的振动情况,建立简化模型[1,2],但忽略了轮胎纵向和侧向动反力及其动反力矩的影响;同时,得到发射装置的侧倾角振动和俯仰角振动响应也不够准确。故在考虑轮胎纵向和侧向动反力的基础上,建立弹性支撑条件下的整车振动综合模型。1系统动力学模型1.1系统振动模型装备车辆采用88独立悬架,全浮式半轴,断开式驱动桥。起落架起升到位后,起竖油缸由机械机构锁死,起落架与车体形成刚性连接。车体悬架部分简化为弹簧和阻尼。导弹发射时,轮胎附着于地面,不发生纵向和侧向滑移,轮胎对车体的纵向和侧向反作用力由轮胎胎面弹性变形引起。根据轮胎的相关理论,此时反作用力的大小只与轮胎纵向和侧向刚度、阻尼及弹性变形有关,将其简化为弹簧和阻尼并联的系统。发射装置振动模型如图1。图2为各独立悬架支撑点位置示意图。图中,18为各独立悬架与车架的连接点位置,b1b4为各桥至车体横轴的水平距离,a为半轴距。b1b4b2b3a87651234OXY图2各独立悬架支撑点位置示意图1.2系统运动微分方程的建立以悬置质量的质心O为原点,车体水平时的纵轴为X轴,横轴为Y轴,Z轴通过O点,其方向由右手法则确定,建立固结于车体的坐标系OXYZ。由Newton-Euler法建立系统运动微分方程如下:侧倾运动:Jxx?Jxy+(Jzz?Jyy)+Jxy=Mx俯仰运动:Jyy?Jxy+(Jxx?Jzz)?Jxy=My横摆运动:Jzz+Jxy(2?2)+(Jyy?Jxx)=Mz垂向运动:89111011()nszwiiiimzzzFF==?+=?侧向运动:81011911()nsywiyiiimzzmzFF==+?=?纵向运动:81191011()nxwixiiimzzzFF==+?=?非悬置质量垂向运动:mizi=?(Fi?Fzi)i=18上述各式中,zi为非悬置质量垂向位移,其中i=18;z9为悬置质量垂向位移;z10为整车侧向位移;z11为整车纵向位移;ms为悬置质量;mi为非悬置质量,其中i=18;m为整车质量;为车体俯仰角;为车体侧倾角;为车体横摆角;Fi为悬架对车体的作用力,其中i=18;Fyi为轮胎对车体的侧向反作用力i=18;Fxi为轮胎对车体的纵向反作用力,其中i=18;Fzi为轮胎对车体的垂向反作用力,其中i=18;Jxx为悬置质量绕X轴的惯性矩;Jyy为悬置质量绕Y轴的惯性矩;Jzz为整车质量绕Z轴的惯性矩;Jxy为悬置质量对X、Y轴的惯性积;Mx为车体侧倾力矩;My为车体俯仰力矩;Mz为车体横摆力矩;Fxwi为系统外部纵向激励;Fywi为系统外部侧向激励;Fzwi为系统外部垂向激励。488151xxw(ii)yiiiiMMaFFF====+??84543631272181()()()()yywxiiiMMFhFFbFFbFFbFFb==?++++?+?+8418151272363454()()()()()zzwxixiyyiiyyyyyyMMaFFFFbFFbFFbFFb===+?++++?+?+Fi=ki(hi?h0)+cihii=18Fy1=kc1(z10?b1)+cc1(z10?b1)Fy2=kc2(z10?b2)+cc2(z10?b2)Fy3=kc3(z10+b3)+cc2(z10+b3)Fy4=kc4(z10+b4)+cc4(z10+b4)Fy5=kc5(z1

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