【摘 要】
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黑龙江省地处我国北方高寒地区,拥有丰富的水路交通资源,但是受环境因素的制约,各主要航道冬季冰封时间较长,部分航道存在枯水期,严重影响了航运的效率。空气动力艇作为一种
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黑龙江省地处我国北方高寒地区,拥有丰富的水路交通资源,但是受环境因素的制约,各主要航道冬季冰封时间较长,部分航道存在枯水期,严重影响了航运的效率。空气动力艇作为一种综合运用空气动力学、水动力学原理,采用空气螺旋桨驱动,不受吃水限制的高机动两栖船艇,可以较好的适应黑龙江省内各航道的航运条件。然而,由于受到多方面技术条件的制约,我国在空气动力艇的开发及应用方面尚处于起步阶段,因此研制出具有自主知识产权的国产空气动力艇,具有重要的现实意义。本文在引进俄罗斯某型号空气动力艇技术资料的基础上,对其进行技术改进:将原艇的船体由单体结构改为双体船结构,并依据悬架设计理论设计出一套适用于该艇的悬架系统,并在CATIA中建立出空气动力艇的虚拟样机模型。将悬架系统简化为连杆机构,通过复数矢量法对其进行运动分析和受力分析,利用ADAMS对悬架系统进行运动学和动力学仿真分析,最后通过ANSYS对悬架系统进行整体静力学分析、模态分析和谐响应分析。通过复数矢量法推导出了悬架系统中关键运动构件之间的相对运动关系表达式,同时确定了悬架系统在外部载荷作用下的受力平衡条件。运动学仿真结果表明,该悬架系统具有2个自由度,通过增加该系统使船体获得了相对于驾驶舱进行运动的能力,且船体能够实现多种不同的运动姿态,同时得到了悬架系统中各个运动构件之间的相对运动关系曲线,验证了系统设计的可行性。动力学仿真中,在充分考虑悬架系统所具有的非线性条件的情况下,得到了该系统在不同类型冲击载荷作用下的动力学响应曲线,并通过对比仿真结果确定了合理的零、部件性能参数,如:减振器的阻尼特性和橡胶衬套的刚度等。通过对悬架系统进行整体静力学分析,可以充分考虑到系统中各个零、部件的变形对其相邻结构造成的影响,并根据等效应力云图得出该悬架系统的结构强度满足设计要求,同时由谐响应分析确定出系统中的船架在简谐载荷作用下的共振频率。
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