整车刚柔耦合建模及随机激励下的平顺性分析

基于多体动力学理论、有限元及模态综合法,建立了某轿车的整车刚柔耦合动力学模型,其中包括前悬架、转向系等刚体子系统及后悬架柔体子系统.建立B级随机路面模型,采用该数字化试验道路对整车的平顺性进行仿真计算,得到不同车速下的车身质心处垂向加速度以及驾驶员座椅坐垫上方、座椅靠背以及脚支撑面处的加权加速度均方根值.结果表明,所建的刚柔耦合整车模型正确,该轿车的平顺性良好.     

刚-柔耦合机械臂动力学建模及其振动抑制研究

根据假设模态法,对刚-柔耦合机械臂系统进行运动学分析;基于Lagrange方程,建立刚-柔耦合机械臂系统的动力学模型;采用滑膜变结构控制方法对刚-柔性机械臂的振动控制进行仿真研究.结果表明:一阶模态下的动力学模型即可满足刚-柔性机械臂系统的精度要求,滑模变结构控制能够有效地减缓柔性末端的振动,提高机械臂系统的动力学性能和精度.     

ADAMS刚柔耦合多体系统动力学建模

刚柔耦合是多体系统最常见的力学模型,探讨其建模规律是多体系统动力学研究的重要内容.用ANSYS和ADAMS软件为一四杆机构分别建立了一个多柔体模型和刚柔耦合模型,以前者动特性为参考,研究刚柔耦合模型对系统动态特性的影响,探索多体系统刚柔耦合建模规律.结果表明,从低阶模态来看,各构件经恰当处理后刚柔耦合模型能够较好地反映系统的动态特性.     

多轴车辆台架试验驱动轴载荷的动态分配方法

多轴驱动车辆在台架试验中进行电惯量模拟时,载荷的平均分配方法使得车辆各个驱动轴的载荷在整个试验过程中无法根据车辆的行驶状态进行动态变化.为此针对载荷平均分配法的不足,提出一种多轴驱动车辆在台架试验时的驱动轴载荷动态分配方法.该方法可使多轴车辆在台架试验时,各个驱动轴的载荷分配更接近于实际行驶中的载荷分配情况.通过对多轴驱动车辆进行动力学建模,及对多轴车辆各种行驶情况进行分析,给出了多轴车辆在静止、启动、加速、空挡滑行及制动情况下载荷分配系数的计算方法.通过对该分配方法进行整个试验系统的仿真分析,结果表明：车辆的行驶状态不同,通过分配模型计算出的各驱动轴载荷分配系数也不同;并且各驱动轴的测功电机所施加的负载能较好的跟随载荷分配系数的变化而变化,从而实现了各驱动轴载荷的动态分配.     

柴油机曲轴与气缸体系统动力学仿真研究

利用有限元模态综合技术得到曲轴、飞轮及气缸体柔性体模型，运用雷诺油膜方程描述主轴承油膜的非线性特性，建立了曲轴组件与气缸体耦合多体动力学仿真模型，在ADAMS仿真平台上对模型进行了多柔性体动力学仿真分析.由仿真计算得到关于气缸体NVH（噪声、振动与平顺性）特性的载荷和位移边界条件，如活塞侧向拍击力、主轴承载荷、主轴承油膜最小厚度随曲轴转角曲线.在仿真环境下比较了采用柔性气缸体和刚性气缸体两种条件下曲轴的主轴颈轴心轨迹图，最后利用试验测量的气缸体表面节点振动数据验证了耦合系统动力学仿真结果的有效性.     

作大范围运动弹性结构振动频率及模态的摄动解

根据参数摄动理论，建立了作大范围运动弹性结构特征频率与模态的摄动理论，推导了作大范围运动弹性结构的特征频率与模态的1阶、2阶摄动方程．以作大范围运动弹性梁为例，求解了作大范围转动弹性梁振动频率与模态的1阶、2阶摄动近似解，并与结构动力学意义下的频率与模态进行了比较．该方法解决了在柔性多体系统中大范围运动对柔性体变形运动的振动频率与模态的影响这类刚-柔耦合问题，同时为任意柔性多体系统刚-柔耦合动力学程式化建模提供了高效、精确的离散方法．     

曲轴系多柔体动力学仿真分析

使用LMS Virtual.lab软件建立曲轴系多体系统动力学仿真模型,对曲轴系进行刚柔耦合多体动力学仿真,得到周期内曲轴系的动态载荷,为研究主轴承液体动力润滑提供边界条件,并根据仿真过程中的应力分布规律找出曲轴受力的危险部位,为曲轴的优化设计提供参考.     

基于部件模态的多柔体系统非约束频率估计

基于部件模态建立多柔体系统的线性化动力学方程,通过特征分析及与ANSYS有限元分析软件计算结果相比较,表明结果是可行的.在此基础上,研究了中心刚体和柔性附件的相对质量特性对多柔体系统非约束固有频率的影响.     

并联机器人多柔体系统协同建模与动力学仿真

基于协同的思想,提出了一种对机构的多柔体动力学进行建模和仿真的方法．以多体系统动力学为基础,建立了柔性机构的空间动力学方程．利用多体动力学仿真软件ADAMS和有限元分析软件ANSYS建立了3-TPT型并联机器人的多柔体动力学仿真模型,并对所建立的模型进行了动力学仿真研究．为了更加准确地说明分析结果,分别将刚性体和柔性体仿真结果进行对比,结果表明：由于杆件的柔性特点,其受力表现出了高度的非线性,这与实际相符．多柔体系统的仿真结果能更真实、准确地反映出并联机器人的实际运动特性,能够更准确地预测机构性能．这种方法为并联机器人的设计和优化提供了一种有效的分析方法．     

SUV多连杆后悬架的开裂失效分析及结构优化

针对SUV多连杆后悬架容易开裂的问题,利用多体动力学和有限元方法对后悬架进行强度分析,可以有效避免前期设计不足导致后悬架开裂的风险。建立了某SUV多连杆式后悬架三维模型,基于Adams/car多体动力学软件创建后悬架刚柔耦合多体模型,并进行动力学仿真分析,提取出后悬架各个硬点的关键载荷;利用惯性释放对后悬架在典型工况下的强度进行CAE仿真分析。分析结果表明:颠簸工况下后悬架结构受力较大,右纵梁和后横梁结构应力超过材料屈服强度,存在结构开裂风险。为解决后悬架结构强度不足问题,通过后横梁倒角结构等优化,经分析确认改进后的后悬架符合强度要求。最后,通过系统台架试验验证,仿真结果与实验结果较为吻合,从而验证了该有限元仿真的有效性和准确性,为其前期设计具有指导意义。     

永磁涡流缓速器制动特性分析及试验研究

针对重载货车下坡制动负荷过大的问题,基于永磁涡流制动原理提出一种制动力矩可无级调节的永磁涡流缓速器,用于车辆辅助制动.通过有限元法对永磁盘和涡流盘吸力特性进行分析,设计了制动力矩调节机构.通过建立永磁涡流缓速器数值分析模型,应用有限元仿真软件JMAG-Designer分析了缓速器的电磁场分布,并得到了制动力矩与转速变化的关系.通过分析温度对涡流盘材料电磁特性的影响,采用数值模拟的方法得出了制动力矩随温度影响的变化规律.试制了Φ485 mm×255 mm永磁涡流缓速器样机,对不同气隙的数值仿真数据和试验数据进行对比,并对缓速器不同涡流盘材料时的制动特性进行了台架拖动试验.结果表明:低速时数值仿真和台架拖动试验数据吻合较好.永磁涡流缓速器持续制动特性试验表明,在82 s内涡流盘表层温度上升了158℃,制动力矩下降了34.8%.     

基于滑移-黏滞摩擦机理的制动系统模型开发

研究了制动近零状态和制动抱死状态下制动力矩的求解理论,开发了一种新的制动系统模型。根据制动过程中制动盘与制动钳(制动鼓与制动蹄)之间的运动状态,基于滑移-黏滞摩擦机理,建立了动、静两种摩擦状态下的制动力矩求解算法。开发了独立的制动模型子程序,并在ADAMS软件中进行应用。仿真结果表明:建立的制动系统模型比原ADAMS中的模型可以更准确地仿真车辆平路制动停车工况和坡道制动停车工况,对于汽车的仿真分析具有应用价值。     

基于电控液压制动的电动汽车制动动态响应

在分析了电动汽车制动系统的结构原理和工作模式的基础上,建立了电控液压制动系统压力响应的动力学模型,并采用台架试验进行压力响应模型参数辨识,所得参数辨识结果准确、可信。最后进行了典型制动工况下电动汽车制动系统动态响应的实车试验,结果表明:电动汽车制动系统动态响应快速、准确、稳定,具有很好的可控性。     

制动器试验台的控制方法分析

从惯性负载的制动特性入手,通过利用飞轮以及可调速直流电机来模拟的思想,在遵循模拟实验原则的基础上,建立了试验台在飞轮惯性模拟模式运行下的数学模型.在一定程度上解决了汽车惯性制动器试验台的惯性负载模拟问题,对汽车路试过程的设计具有一定的参考价值.     

A New Type of Automotive Braking Actuator for Decentralized Electro-hydraulic Braking System

This paper presents a new type of automotive braking actuator for a kind of brake-by-wire system called decentralized electro-hydraulic braking system （DEHB） to replace the traditional automobile braking system. The actuator of this system is driven by an electrical motor instead of the conventional vacuum booster to make the brake pressure be linearity controlled quickly. Therefore, the system has the advantages of quick response speed, good control performance and simple structure. Firstly, an overview of the actuator and the whole DEHB system is shown. Secondly, the possibility of this new kind of actuator working for the system is ensured based on some braking theories. Thirdly, the appropriate dynamic simulations are done to get some results to show the relations of different parameters and the effect of braking. Eventually, the proper parameters are determined to build a test bench which shows that DEHB system can achieve the maximum pressure of 13 MPa within 100 ms after parametric optimization, and meanwhile, the actuator is able to reduce pressure quickly after maintaining high pressure. All of the bench test results can meet with the design requirements and real demand of vehicle and this actuator may improve vehicle braking effect in the future. Besides, this actuator can be widely applied to the regenerative braking system because of its linear braking performance.     

全液压制动系统的仿真分析与试验

介绍了全液压制动系统的工作原理。通过分析全液压制动系统各组成模块,建立了全液压制动系统的AMESim模型,并对蓄能器充液阀的充液特性及制动系统的动态响应等特性进行了仿真研究。仿真与试验结果的对比分析证明:液压制动系统的制动性能完全能够满足工程上的制动需求。     

PID控制在制动器试验台上的仿真分析

采用PID控制策略和驱动电流控制方法,用飞轮模拟汽车车轮制动的机械部分惯量,用驱动电流补偿缺失能量,通过MATLAB仿真软件进行仿真,并对结果进行分析.结果表明,应用PID控制方法能更好地模拟制动器实际使用模式和环境条件,更真实地反映制动器的性能,模拟误差小,电流波动较小,制动距离短.该制动器试验台驱动电流方法为制动器的研究和性能测试提供了有效的技术手段,PID控制策略分析的数学模型建立对制动器产品的研发、质量控制以及整车制动性能具有非常重要的意义.     

考虑界面接触状态的湿式离合器扭矩特性

为提升重型车辆传动系统中湿式离合器可靠性及使用寿命,建立了考虑界面接触状态的湿式离合器扭矩模型,通过模型研究了不同参数对离合器扭矩特性的影响规律。首先,对湿式离合器进行仿真模拟,增加界面接触状态参数,搭建湿式离合器充油模型与结合模型。其次,基于SAE#2试验台开展湿式离合器扭矩试验,将仿真获得的结果与离合器试验数据进行对比,验证了仿真模型的有效性。最后,结合模型研究了油压、油温和碟形量对湿式离合器扭矩特性的影响规律。结果表明:考虑了界面接触状态的模型相较于传统模型具有更高的准确性,提高了22.30%;随着控制油压的减小,离合器的总扭矩降低,当压力从1.5 MPa减小到1.0 MPa时,扭矩峰值降低了22.38%,同时制动时间延长了46.05%;润滑油温度对离合器的黏性转矩和摩擦扭矩都具有一定程度的影响,温度越高,黏性转矩越小,摩擦扭矩越大,整体制动时间稍有减小;摩擦片碟形量对离合器扭矩的影响主要体现在扭矩产生时间,碟形量的增加会导致离合器制动时间增加。     

基于等效转动惯量的电动汽车测试平台

针对现有电动汽车电驱动系统测试平台采用机械飞轮惯量模拟汽车行驶惯量,存在体积大,不能连续调节等问题,设计一种能对电动汽车电驱动系统进行动态加载的测试平台。采用交流电力测功机系统,用电模拟惯量,实现道路负载模拟和车辆的惯性载荷模拟,并能将能量回馈至电网,减少能量损耗;并且优化了直流母线滤波电容和滤波电感参数的估算方法。仿真结果表明,该试验平台能较精确地进行动态加载模拟车辆的实际行驶工况。     

基于动能转化的汽车制动模型的建立及仿真

分析汽车制动过程时普遍采用的制动模型是从车体受力角度建立的。提出一种基于动能转化建立制动模型的新方法。该方法根据车体动能主要消耗在轮胎与地面的摩擦和制动器内摩擦的原则,推导出制动过程的数学模型。为验证制动模型的正确性,在Matlab／Simulink环境下对安装防抱死制动系统（ABS）的模型和未安装ABS的模型进行仿真实验。仿真实验结果与装有防抱死制动系统的车体道路试验结果相比较,结果表明基于动能转化方法分析制动过程是可行的。