基于ANSYS_Workbench_AQWA的新型两栖装甲车辆海上航行稳定性分析.docx
第33卷第10期四川兵工学报2012年10
月
【武器装备理论与技术
】
基于ANSYS/Workbench/AQWA的新型
两栖装甲车辆海上航行稳定性分析
许崇银，孟庆良
(73233部队，浙江舟山316100)
摘要:针对新型两栖装甲车辆，分析了影响其海上航行稳定性的因素。通过结构简化，利用
ANSYS/Workbench/AQ-
WA软件建立了海上航行稳定性的有限元模型，将影响因素作为模型的初始条件，分别从静水状态、海浪条件和海浪
与射击双重激励条件3个方面进行仿真模拟。仿真分析结果表明，该模型可为部队和院校更好地使用提供定量的
理论依据
。
关键词:ANSYS;两栖装甲车辆;稳定性
中图分类号:TJ819文献标识码:A文章编号:1006－0707(2012)
10－0034－02
新型两栖装甲车辆具有优越的海上机动性、先进的火控不同的形成方式，海浪可以分为风浪和涌浪。风浪一般由风
系统和强大的火力，是我军两栖机械化部队的主要作战装形成，是服从一定统计规律的随机现象，故称为随机海浪;涌
备。随着其陆续装备部队，在实际使用中检验装备性
［］
1－2
浪是从风浪区生成区传播出来的波浪，其形态和排列比较规
能，提高部队训练水平，充分发挥装备性能，成为部队和有关则，可视为规则波
。
单位研究的一个关注点。海上稳定性研究是两栖车辆设计
和使用研究的一个重要方面。由于受到海面风浪、射击后坐2有限元模型的建立
力及爆炸对车的作用，其海上航行状态将不可避免的产生相
应的变化，这将影响航速、航行安全、乘员观察和操作准确度2．1模型的简化处理
以及火炮射击精度，直接关系部队训练质量和装备性能1)一般车辆分系统包括车体及内部安装的动力装置
、
发挥
。
传动装置、操作装置，外部安装的行走装置等。本文中由
［］
3
于只研究车辆整体的水上运动过程，所以车辆分系统忽略车
1海上航行稳定性概述及影响因素
体内部系统之间、车体和火炮之间的耦合，将包括火炮部分
的整个车辆看成一个质量一定、质心位置不变，质量对称分
1．1海上航行稳定性概述布，具有确定几何形状的刚体，研究这个刚体在水上的运动
新型两栖装甲车辆海上航行稳定性指的是其在海上航情况
。
行过程中受到风浪压力、火炮射击后坐力、爆炸、转向离心力2)在结构外形上，首先在建模时忽略首尾滑行板对其
等外力的作用下发生倾斜，产生倾斜力矩，当外力消失后，由海上运动影响，首尾滑行板对其速度调节将通过对模型赋予
于受周围水介质的作用可产生恢复力矩，能恢复到正常状态一定的速度加以取代;其次将其炮塔理想化，以一个等效的
的能力。车辆倾斜摇摆主要有横摇、纵摇和垂荡3种运动状长方体取代。实践证明，这对其海上运动过程模拟影响很
况，这是考察和衡量两栖装甲车辆海上航行稳定性的重要小，但在划分网格时，可以节省大量的计算机资源
。
内容3)有时细小部件对有限元网格划分有较大的影响，有
。
1．2影响因素分析时甚至无法进行。建模时略去一些产生微小角度的圆角，这
两栖装甲车辆海上航行稳定性的影响因素包括:海况环些圆角在非受力的部件上，对有限元分析没有影响
。
境、射击后坐力以及整车的质量分布。本文取全车为研究对2．2海上航行有限元模型的建立
象，对海上射击后引起的整体质量分布变化可以忽略，此处针对其结构特点，在对其进行有限元网格划分时，采用
不予考虑。海况环境和射击后坐力是影响其海上航行最重
自由划分功能
［］，设定最大单元尺寸为
4
0．6m、最小容忍尺
要的外力。其中海况包括海浪与风力，它们是环境主动施加寸为0．1m，最大允许频率为0．6584Hz，网格单元数为
在车辆上的外力，对两栖车辆海上运动的影响很复杂。根据1325个，其有限元模型网格划分如图1所示。在有限元模型
收稿日期:
2012－07－20
作者简介:许崇银(1984—)，男，硕士研究生，主要从事军事装备发展与系统工程研究
。
许崇银，等:基于ANSYS/Workbench/AQWA的新型两栖装甲车辆海上航行稳定性分析
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网格划分后，输入ANSYS/Workbench/AQWA中3．2海浪条件下稳定性分析
Hydrodynam-
icDiffraction模块与Hydrodynamictimeresponse模块进行模海浪条件下稳定性分析，主要是研究车辆在海浪干扰力