胡 陈，王红岩
（装甲兵工程学院 机械工程系，北京 100072）
摘 要：履带车辆行动系统承受战斗载荷、冲击载荷以及其它各种复杂的随机载荷，使许多构件上都产生动态应力，引起疲劳损伤。在通过HyperMesh建立扭力轴有限元模型的基础上，利用虚拟样机技术，建立整车刚柔耦合模型。通过实车试验，测试履带车辆行驶过程中的振动加速度信号，验证了该模型的有效性。对整车载荷进行虚拟测试，根据所测得负重轮轮轴上的力和车体上特定测点的加速度，推导得出特定工况下二者之间的统计函数关系。用推导出的车轮轮轴处受力作为输入对象，分析扭力轴某节点处的受力情况，并对其进行统计，编制载荷谱。
关键词：履带车辆；虚拟实验；载荷；HyperMesh
0引言
履带车辆工作条件非常恶劣，行动系统承受战斗载荷、冲击载荷和摩擦磨损等其它各种复杂的随机载荷，使许多构件上都产生动态应力，引起疲劳损伤。在履带车辆上进行输入载荷的测量，因试验设备的缺乏以及试验条件的制约，安装类似的车轮力传感器是难以实现的。本文通过虚拟测试、载荷推断的方法来间接获得履带车辆行驶过程中的载荷数据。通过虚拟实验测得车体上特定点的加速度，对其进行相关性分析，尔后利用此函数，根据实验中实测车体上特定点的加速度，推导出车轮轮轴处受力，并将此轮轴力作为履带车辆的输入载荷进行虚拟台架试验，获得承载件的载荷谱，预测其疲劳寿命。
1 履带车辆动力模型建立与实验验证
利用多体动力学的理论，把构成履带车辆行动部分的各个部件简化为刚体或柔性体，充分考虑履带车辆系统各部件之间的细节关系和非线性特性，通过各种约束将其组合起来，最后求解约束方程和动力学方程就可以获得履带车辆行动部分的运动学和动力学关系，进而研究履带车辆的行驶性能。
1.1 模型的建立
履带车辆的虚拟样机模型是根据装甲车辆的实车结构构建，主要由装甲车体、动力装置、传动装置、操纵装置、行动部分、水上推进装置、车载武器及电器设备等组成，结构简图如图1所示。
扭力轴作为悬挂系统的关键部件，为预测其疲劳寿命，需计算在各种工况下扭力轴的动态应力和载荷情况。在建立的履带车辆多刚体动力学模型中，扭力轴是由平衡肘与车体之间施加的弹簧力为代替的。加入扭力轴的柔性体模型后，应当按照履带车辆实际的连接关系，在原来履带车辆刚体模型基础上修改并添加约束关系来建立履带车辆刚柔耦合模型。本文将所建立的扭力轴三维模型导入有限元分析软件HyperMesh中进行网格划分，建立扭力轴的有限元模型，扭力轴有限元模型如图2所示，履带车辆刚柔耦合模型如图3所示。
