坦克炮塔多倾角驻车状态下动态负载模拟方法研究

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坦克车辆在有倾角驻车的工况下,炮塔的转动会对其轴系负载产生变化,从而对驱动器的性能产生影响,导致炮塔在该条件下转动的机动性能降低。本文旨在分析坦克炮塔在有倾角驻车状态下转动时的负载的变化情况,针对该变化设计一套动态负载模拟装置,用于驱动器性能的检测。主要研究工作如下:本文首先针对坦克炮塔在有倾角驻车状态下进行数学建模分析,对炮塔转动过程中力矩的变化与角加速度变化进行基于MATLAB的仿真。通过分析所得的炮塔负载变化规律,作为炮塔负载模拟装置机械结构设计的理论依据与数据支撑。其次在完成数学建模后根据相应的数据支撑,设计炮塔负载模拟装置的机械结构并基于Solid Works建立其机械系统的三维模型。负载模拟装置三维模型建立后,对重要构件进行基于ANSYS的有限元分析得出该套构件的可行性,其主要分析负载模拟装置转动惯量盘在高载荷条件下机构运行的稳定性,以及分析其形变量对转动惯量盘惯性力矩值的影响,当惯量盘突加载荷时分析其应力分布和应力值,以免构件出现塑性形变。本文所设计的负载模拟装置可为驱动电机提供的惯性负载(折算到电机端:高低可调范围20.97~28.04 kg?(88)~2,最大可以扩展18.3倍达到512.68 kg?(88)~2,方位可调范围125.34~353.31 kg?(88)~2,最大可扩展1.7倍达到596.9 kg?(88)~2),阻力矩负载可调范围:高低为0~8 N?m、方位为0~16 N?m。惯性负载采用惯量片拼装的方法,实现惯性负载阶梯可调。该套系统能模拟15°坡(最大不高于15°)负载可调以及火炮后坐时可调负载,最大限度的与坦克炮塔的实际工况更加贴切。
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