96负重轮失效浅聊

来源:百度文库 编辑:超级军网 时间:2024/05/05 07:37:29
简单分析一下,希望能提供一点思路

"飞"的是L侧第一个负重轮。负重轮系统用来将车辆的动/静载荷传递到地面,反过来说是承载车辆。其是履带车辆悬置系统的基础部件,汽车上轮胎就是负重轮,不同的是,汽车的轮胎在承重的同时,其一部分(EX.4x2)或者全部数量(EX.4x4,8x8)是具有动力输出功能的。而坦克,由于是一种履带车辆,常规的设计,履带由主动轮带动的,负重轮只是一种“惰轮”,在行走体系里只是被”带着“滚。
为什么要悬置,不外乎行驶稳定性、越障能力等,也就是你这车的左轮压到一块石头了,车轮要能做出运动,不能把石头造成的几何”冲击“,全部传递到车身上,要吸收一部分地形带来的能量。这样,行驶稳定性就有保障了。这次失效的就是这个吸能系统。

典型结构:
参考北理工的《坦克构造与设计》(ISBN 7564006617)这本教材来套一下,具体内容在上册第190到第200页,网上有下载,可以看一下。
这个课件也可以看看:http://wenku.baidu.com/view/264b ... 68.html?from=search
捕获2.JPG
(看这个图,抛开约束不看,如果计入摩擦减震器,就是个四连杆机构。)
负重轮主要由平衡肘和车体相连,平衡肘(总成)其实就是一个连杆,一端伸出锥形轴头由推力轴承组和负重轮体相连接(和汽车很类似)。
另一端(A)平衡肘体通过断面的键(此处这么设计应是考虑到维护方便)和平衡肘轴完成”径向和轴向联接。下面两张图应该比较清楚,肘套总成是通过螺钉固定在车体上的,平衡肘轴和平衡肘体通过平键传递扭矩,平衡肘轴可以在肘套总成内转动。同时平衡肘轴内部是空心结构,有内花键,扭矩轴(杆)通过其轴端的花键和内花键联接,至此完成扭矩传递至扭力轴。
另一方面,通过B/C轴的连杆关系,摩擦减震器充当阻尼,辅助扭力杆组工作。当轮的垂直位移过大,平衡肘绕A转动,使得上面的凸起接触到弹性缓冲器的伸出端,弹性缓冲装置工作,起到强制减少冲击、限位的作用。转角太大了,扭力杆就坏了。
捕获.JPG捕获3.JPG捕获x.JPG
扭力杆,也可一叫扭力轴,其实就是一根钢轴,也就是一种扭转“弹簧”(扭杆弹簧),由于其贯穿车宽,通过串联等,可以得到相对很长的长度,由于转角是在长度上累计的,那么对于一定的材料,可以很简单的计算得到一个截面,使得其在工作角度范围内处于弹性扭转范围。
教材上大致的结构基本是这样。再看那个失效图,应该很清楚了。

现象分析:
摩擦减震连杆与负重轮联接节点断裂
压装在平衡肘轴上的平衡肘体和负重轮一起掉落(包括端面键与其定位螺钉

蓝2位置基本正常;
蓝1位置粗看似乎有材料剥落,细看却有白色棱角线,初步判断无严重破坏;
蓝3同上;
红1、2位置“疑似”材料破坏、塑性滑移,无法量化;
键槽的破坏并非严重,至少沿端面无明显凸起和撕裂。
捕fg获.JPGssdadJPG.JPG

推测:
可能由于之前的赛过程中受到周期性冲击,承压面产生一定的塑性变形(流动),(其起因不外乎三种:1.这个负重轮位置比赛过程中经历了某次超设计安全系数的载荷冲击、2局部材料本身有问题、3疲劳指标问题 。)
伴随这个过程,平衡肘臂和肘轴的压装过盈配合逐渐(某一时间段、周期的)来传递一部分扭矩,过盈配合由于交变错动而变松,当再次遇到大负荷冲击时(特别是向外的轴向载荷 / 急转弯可以引起较大轴向载荷),过盈配合失效进一步加剧,肘臂沿轴向缓慢脱出。
当脱出量到达一定程度后 ,连杆组无法正常工作,接受冲击时无法使得缓冲器接触到位,在连杆组内部节点有较大非正常附加应力,某些部位(如节点销轴结构处)发生变形,反过来又加剧了脱出。
这是一个累积的过程,在高工况下可能发展的很快。
这个时候,你外界再输入一个高冲击,很可能造成肘臂“越过”弹性缓冲器,直接斜向上摆出,这个过程导致小连杆与平衡肘臂联接点断裂。脱出加剧到无法维持的程度。最后失去压装和小连杆束缚的负重轮与平衡肘臂脱落。
捕6151获.JPG

正常工作极限位置如下图:
亮蓝色是平衡肘臂
深蓝色和绿色是摩擦减震器联接连杆
红色、洋红为辅助线
摩擦缓冲器最终停止点与理论极限位置相似.
捕获assad.JPG
捕afafg获.JPG简单分析一下,希望能提供一点思路

"飞"的是L侧第一个负重轮。负重轮系统用来将车辆的动/静载荷传递到地面,反过来说是承载车辆。其是履带车辆悬置系统的基础部件,汽车上轮胎就是负重轮,不同的是,汽车的轮胎在承重的同时,其一部分(EX.4x2)或者全部数量(EX.4x4,8x8)是具有动力输出功能的。而坦克,由于是一种履带车辆,常规的设计,履带由主动轮带动的,负重轮只是一种“惰轮”,在行走体系里只是被”带着“滚。
为什么要悬置,不外乎行驶稳定性、越障能力等,也就是你这车的左轮压到一块石头了,车轮要能做出运动,不能把石头造成的几何”冲击“,全部传递到车身上,要吸收一部分地形带来的能量。这样,行驶稳定性就有保障了。这次失效的就是这个吸能系统。

典型结构:
参考北理工的《坦克构造与设计》(ISBN 7564006617)这本教材来套一下,具体内容在上册第190到第200页,网上有下载,可以看一下。
这个课件也可以看看:http://wenku.baidu.com/view/264b ... 68.html?from=search
捕获2.JPG
(看这个图,抛开约束不看,如果计入摩擦减震器,就是个四连杆机构。)
负重轮主要由平衡肘和车体相连,平衡肘(总成)其实就是一个连杆,一端伸出锥形轴头由推力轴承组和负重轮体相连接(和汽车很类似)。
另一端(A)平衡肘体通过断面的键(此处这么设计应是考虑到维护方便)和平衡肘轴完成”径向和轴向联接。下面两张图应该比较清楚,肘套总成是通过螺钉固定在车体上的,平衡肘轴和平衡肘体通过平键传递扭矩,平衡肘轴可以在肘套总成内转动。同时平衡肘轴内部是空心结构,有内花键,扭矩轴(杆)通过其轴端的花键和内花键联接,至此完成扭矩传递至扭力轴。
另一方面,通过B/C轴的连杆关系,摩擦减震器充当阻尼,辅助扭力杆组工作。当轮的垂直位移过大,平衡肘绕A转动,使得上面的凸起接触到弹性缓冲器的伸出端,弹性缓冲装置工作,起到强制减少冲击、限位的作用。转角太大了,扭力杆就坏了。
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扭力杆,也可一叫扭力轴,其实就是一根钢轴,也就是一种扭转“弹簧”(扭杆弹簧),由于其贯穿车宽,通过串联等,可以得到相对很长的长度,由于转角是在长度上累计的,那么对于一定的材料,可以很简单的计算得到一个截面,使得其在工作角度范围内处于弹性扭转范围。
教材上大致的结构基本是这样。再看那个失效图,应该很清楚了。

现象分析:
摩擦减震连杆与负重轮联接节点断裂
压装在平衡肘轴上的平衡肘体和负重轮一起掉落(包括端面键与其定位螺钉

蓝2位置基本正常;
蓝1位置粗看似乎有材料剥落,细看却有白色棱角线,初步判断无严重破坏;
蓝3同上;
红1、2位置“疑似”材料破坏、塑性滑移,无法量化;
键槽的破坏并非严重,至少沿端面无明显凸起和撕裂。
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推测:
可能由于之前的赛过程中受到周期性冲击,承压面产生一定的塑性变形(流动),(其起因不外乎三种:1.这个负重轮位置比赛过程中经历了某次超设计安全系数的载荷冲击、2局部材料本身有问题、3疲劳指标问题 。)
伴随这个过程,平衡肘臂和肘轴的压装过盈配合逐渐(某一时间段、周期的)来传递一部分扭矩,过盈配合由于交变错动而变松,当再次遇到大负荷冲击时(特别是向外的轴向载荷 / 急转弯可以引起较大轴向载荷),过盈配合失效进一步加剧,肘臂沿轴向缓慢脱出。
当脱出量到达一定程度后 ,连杆组无法正常工作,接受冲击时无法使得缓冲器接触到位,在连杆组内部节点有较大非正常附加应力,某些部位(如节点销轴结构处)发生变形,反过来又加剧了脱出。
这是一个累积的过程,在高工况下可能发展的很快。
这个时候,你外界再输入一个高冲击,很可能造成肘臂“越过”弹性缓冲器,直接斜向上摆出,这个过程导致小连杆与平衡肘臂联接点断裂。脱出加剧到无法维持的程度。最后失去压装和小连杆束缚的负重轮与平衡肘臂脱落。
捕6151获.JPG

正常工作极限位置如下图:
亮蓝色是平衡肘臂
深蓝色和绿色是摩擦减震器联接连杆
红色、洋红为辅助线
摩擦缓冲器最终停止点与理论极限位置相似.
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捕afafg获.JPG
好文,不错的分析~
前面的首对负重轮承担的交变负荷应该是最大的,还有可能是特定情况下发生摆振了吧?

摆振导致横向震动加剧,最后脱出弹性缓冲器约束范围.
Rodimus 发表于 2016-8-20 05:39
前面的首对负重轮承担的交变负荷应该是最大的,还有可能是特定情况下发生摆振了吧?

摆振导致横向震动加剧 ...
是的,第一对的受力状态是最严酷的,比如冲垂直墙,第一接触的可能就是这第一对负重轮,吸收一部分能量。冲击过后速度有一定缓解。,后面的负重轮工况就相对好

赞同!高速石子路摆振 导致轴向压装松动加剧,一旦有后束角之后就开始累积,
不清楚坦克有没有前束
好文,这么说弹性缓冲器是直接撞击来缓冲的?
gujiu951 发表于 2016-8-20 13:07
好文,这么说弹性缓冲器是直接撞击来缓冲的?
可以这么说。
负重轮的摆动受到扭力杆、摩擦减震器的约束,当位移过大,靠弹性缓冲器的“撞击”来强制限位,为此在负重轮平衡臂上设计有一个“凸起平面”,来和缓冲器头接触
Rodimus 发表于 2016-8-20 05:25
好文,不错的分析~
+1

好文,不错的分析~
支持,很久没有看到这样的好文了。
与减震器之间的小臂是最后断的
科金懦夫死鸡 发表于 2016-8-20 18:02
与减震器之间的小臂是最后断的
赞同,那个小臂不断,不会像视频里那样脱落
悬挂形变量过大,导致B摇臂断了,然后剩下的一截摇臂随着悬挂继续上下移动,击碎了负重轮?
猥琐拯救世界 发表于 2016-8-20 16:31
可以这么说。
负重轮的摆动受到扭力杆、摩擦减震器的约束,当位移过大,靠弹性缓冲器的“撞击”来强制限 ...
为啥用扭杆弹簧形变来缓冲?
The581th_day 发表于 2016-8-21 00:31
为啥用扭杆弹簧形变来缓冲?
和汽车上的螺旋弹簧、钢板弹簧是一个作用,由于履带越野车辆的车体特点,扭力杆是一个比较好的选择
The581th_day 发表于 2016-8-21 00:28
悬挂形变量过大,导致B摇臂断了,然后剩下的一截摇臂随着悬挂继续上下移动,击碎了负重轮?
小连杆那里应该是最后断掉的,大侠可以再看一下我的描述
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一目了然