虚拟样机技术在汽车减振器研究中的应用

针对汽车减振器特性的研究,提出了一种新的研究手段,利用ADAMS和EASY5软件分别建立了汽车减振器的虚拟样机模型和液压模型,并在此基础上进行了联合仿真,把仿真结果与试验结果数据进行了对比.经过验证证明,联合仿真结果与台架试验结果具有良好的一致性,通过仿真可以有效地预测减振器的性能,并达到了缩短减振器研制周期和降低研制成本的目的.     

液压机械传动多领域虚拟样机集成与协同仿真

利用Pro／E、ADAMS、EASY5三种软件建立了液机械无级传动系统各子系统模型，完成了ADAMS／EASY5接口变量设计，将各子模型集成为ADAMS／EASY5协同仿真虚拟样机动力学模型。对液压机械无级传动系统纯液压段进行了协同仿真分析，得到了动力传动系统的动态特性曲线。本文的研究结论将为涉及多学科的液压机械无级传动系统的设计过程提供强大的支持，为其应用提供重要的理论依据。     

基于液电馈能式悬架的整车道路仿真研究

介绍了液电馈能式减振器的工作原理,结合液电馈能式减振器阻尼力数学模型和7自由度整车动力学模型,搭建了基于液电馈能式悬架的整车动力学仿真模型。以道路随机输入工况和道路正弦波输入工况为例,对装备液电馈能式悬架系统的整车动力学响应进行了分析,并与传统车辆进行了对比。仿真结果表明:基于液电馈能式悬架的车辆能达到传统车辆的行驶性能要求,且还具备能量回收的功能。     

基于ADAMS与EASY5的某履带车辆制动系统的联合仿真

针对某履带车辆的制动系统,介绍了连用多体动力学仿真软件ADAMS和多学科动态系统仿真软件EASY5实现联合仿真的一般方法.先在三维建模软件Pro/E中建立履带车辆制动器的三难模型,然后导入到ADAMS中建立履带车辆制动器的虚拟样机模型,同时在EASY5中建立履带车辆制动系统的液压模型,并设计软件接口实现两种模型之间的动态数据交换.仿真结果表明,虚拟样机模型与液压系统模型之间实现了无缝链接,验证了该建模方法的有效性和实用性,并为实现机电液联合仿真提供了基础.     

馈能式磁流变半主动悬架协调控制研究

为了优化车辆悬架的减振控制及振动能量回收,提出了一种基于协调控制的馈能式磁流变半主动悬架。建立了1/4车二自由度悬架力学模型、磁流变减振器数学模型和馈能模型,利用MATLAB/Simulink软件对馈能特性进行了仿真分析,并进行了参数敏感性分析。分析了减振器实现自供能的条件及结构参数的影响,设计并分析了多模式协调控制下的悬架动力学特性和馈能特性。结果表明,该减振器馈能结构参数对自供能影响较大;协调控制器能够有效协调悬架系统减振与馈能关系,降低能耗,阻尼力可控性好,能够衰减车辆振动,馈能特性效果良好,验证了该结构的可行性。     

基于ADAMS的混合动力城市客车钢板弹簧动力学建模及分析

钢板弹簧的建模质量影响着车辆仿真的正确性,基于ADAMS/CAR建立电动客车的钢板弹簧模型,并导入ADAMS/VIEW中求解出钢板弹簧的刚度曲线,为钢板弹簧的等效处理提供数据支持。同时建立钢板弹簧前悬架仿真模型,进行车轮同向激振分析和车轮反向激振分析,得到悬架的刚度曲线,为下一步钢板弹簧悬架的优化设计提供理论依据。     

基于ADAMS与EASY5的大型模锻液压机联合仿真

针对某大型模锻液压机,介绍了运用多体动力学仿真软件ADAMS和多学科动态系统仿真软件EASY5实现联合仿真的一般方法.首先在三维建模软件Solidworks中建立液压机的三雏模型,然后导入到ADAMS中建立液压机的虚拟样机模型,同时在EASY5中建立液压机的液压系统模型,并且通过设计软件接口实现二者模型之间的动态数据交换.仿真结果表明,虚拟样机模型与液压系统模型之间实验了无缝联接,验证了该建模方法的有效性和实用性,并为实现机电液联合仿真提供了基础.     

馈能型磁流变减振器的设计与仿真研究

针对磁流变减振器需要外部供电限制其应用范围的问题,基于磁流变减振器的工作特点和振动能收集方法的探讨,提出了一种馈能型(自主供电)磁流变减振器。根据该馈能型磁流变减振器的功能模块分析,研究了集成馈能装置的磁流变减振器的设计方法并确定了其结构参数,并设计了与馈能装置相匹配的电能管理电路。特别地,在频率1 Hz~3 Hz、振幅10 mm振动条件下,利用有限元软件Ansoft对馈能装置进行了输出电能仿真,然后进一步仿真分析了其输出电能使磁流变减振器产生阻尼力的大小。仿真结果表明,该馈能型磁流变减振器产生阻尼力变化范围为1 072 N~2 028 N,说明在低频、小振幅振动条件下,该馈能型磁流变减振器可以在无需外部供电的情况下改变自身阻尼特性。     

基于ADAMS的汽车操纵稳定性仿真分析

车辆操纵稳定性是影响汽车行驶安全的一个重要因素。以多体动力学的相关理论为研究基础,应用MSC.ADAMS仿真软件,以凯越型轿车为原型车,通过使用ADAMS/CAR模块建立包括前、后悬架系统、制动系统、动力系统等在内的7个子系统模型,最后组建成整车动力学模型。按照国家相关规定进行相应的试验,对凯越HRV的操纵稳定性进行相关评价与分析。     

耦合振动对传动系统影响的仿真研究

基于MSC.ADAMS软件,初步探讨了系统动力学模型的建立及仿真问题。主要利用三维实体造型工具UG和多体动力学仿真工具MSC.ADAMS建立了750 kW风力机组系统多刚体模型,对故障率较高的齿轮进行啮合力仿真分析,对齿轮箱故障进行了预测。     

车用双筒液力减振器的建模与试验

为解决"在设计阶段就能预测减振器的阻尼特性"的问题,基于Easy5软件建立减振器的数学模型并进行仿真研究。其中该模型的建立是基于对双筒液力减振器的结构和工作原理的分析,使用能描述减振器内部结构的基本参数,同时用小挠度理论对其核心元件环形节流阀片的变形进行求解。计算结果与试验结果符合较好,该模型可进一步应用于研究液力减振器的动态阻尼特性对整车动力学性能的影响。     

基于AMESim的汽车液压减振器失效仿真

针对油液泄漏导致的减振器失效问题,以某国产液压减振器为研究对象,通过分析其结构以及工作原理,建立减振器阻尼力的数学表达式以及AMESim一维仿真模型,仿真得到其不同速度下的示功图以及阻尼特性曲线,并与试验结果进行对比,仿真结果与试验结果能够较好的吻合,表明用AMESim所建立的一维仿真模型真实可靠。基于该仿真模型仿真活塞缝隙、底阀、活塞杆与密封圈缝隙的油液泄漏而导致的减振器失效问题,对比不同状态下的阻尼特性曲线,发现仿真模型可以较好的进行减振器失效的仿真分析,表明仿真模型能够指导实际工程设计以及相关的性能预测。     

大载荷金属橡胶减振器优化设计

为减少金属橡胶减振器的故障率,降低因金属橡胶减振器损坏而产生的经济损失。通过对金属橡胶减振器的故障原因进行分析,并建立仿真模型进行仿真分析并对金属橡胶减振器进行理论分析,提出金属橡胶减振器的优化方法。建立金属橡胶减振器数学模型,利用遗传算法对金属橡胶减振器进行整体的优化,并结合有限元分析对优化结果进行确定,最终进行实验验证。结果表明:优化后的金属橡胶减振器的刚度有明显的提高,金属橡胶减振器的抗压能力也得到了一定的提高,仿真结果与实验结果存在一定的误差,但优化后的金属橡胶减振器满足运载车辆工作要求,优化达到了预期的目标。     

基于减振器神经网络建模的汽车悬架参数优化分析

利用神经网络对于非线性系统有很强逼近能力的特点,对减振器的外特性进行了神经网络建模.并将三种神经网络减振器模型分别放入整车Matlab/Simulink仿真模型中,对比分析了不同减振器对汽车平顺性的影响,从而确定了适宜被研究车型的减振器阻尼特性,使汽车在设计阶段就能完成悬架阻尼参数的优化匹配.     

整车半主动悬架模糊控制研究

为了提高半主动悬架的控制效果,设计了节流口可调式阻尼减振器,根据汽车系统动力学原理建立了半主动悬架整车模型,采用Mamdani模糊控制策略,设计了基于可调阻尼减振器的汽车半主动悬架双模糊控制器,并以某微型轿车为例在Matlab/Simulink环境下进行了阶跃激励仿真试验和随机路面激励仿真试验.仿真结果表明,采用所提出的模糊控制策略改善了汽车的行驶平顺性和乘坐舒适性,同时还降低了悬架被击穿的可能,提高了轮胎的接地性.     

Simulation and experimental validation of vehicle dynamic characteristics for displacement-sensitive shock absorber using fluid-flow modelling

In this study, a new mathematical dynamic model of shock absorber is proposed to predict the dynamic characteristics of an automotive system. The performance of shock absorber is directly related to the car behaviours and performance, both for handling and ride comfort. Damping characteristics of automotive can be analysed by considering the performance of displacement-sensitive shock absorber (DSSA) for the ride comfort. The proposed model of the DSSA is considered as two modes of damping force (i.e. soft and hard) according to the position of piston. For the simulation validation of vehicle-dynamic characteristics, the DSSA is mathematically modelled by considering the fluid flow in chamber and valve in accordance with the hard, transient and soft zone. And the vehicle dynamic characteristic of the DSSA is analysed using quarter car model. To show the effectiveness of the proposed damper, the analysed results of damping characteristics were compared with the experimental results, which showed similar behaviour with the corresponding experimental one. The simulation results of frequency response are compared with the ones of passive shock absorber. From the simulation results of the DSSA, it can be concluded that the ride comfort of the DSSA increased at the low-amplitude road condition and the driving safety was increased partially at the high-amplitude road condition. The results reported herein will provide a better understanding of the shock absorber. Moreover, it is believed that those properties of the results can be utilised in the dynamic design of the automotive system.     

基于AMESim的液压缓冲器主要结构参数的仿真分析

对液压缓冲器工作原理进行分析,在AMESim仿真环境下建立相应的液压缓冲器仿真模型。对不同缓冲活塞作用面积、环形配合缝隙宽度以及阻尼孔节流面积变化形式工况下缓冲器响应进行仿真研究,表明它们对缓冲器能量吸收效率以及缓冲平稳性的影响,为按工况进行缓冲器设计提供方案。     

山地车车架动态试验与仿真

采用试验和动态仿真手段,并借鉴国标ISO2631-1中人体对振动反应的评价标准,研究了某全减振山地车车架在简谐激励条件下对不同类型后悬架减振器的动态响应特性,并对试验和仿真结果进行了对比分析.试验结果表明:当激振频率小于5Hz时,气压减振器减振效果优于液压和弹簧减振器;当激振频率大于5Hz时,弹簧减振器的减振效果略优于其它两种减振器,但相差不大.利用动力学仿真分析软件ADAMs对系统进行相同激励条件下的仿真试验,结果表明:对于采用弹簧减振器的车架系统,仿真与试验结果吻合较好,将该仿真模型做为山地车性能分析的依据具有一定的可靠性.     

汽车稳定性控制虚拟样机和试验研究

首先,采用自制的简易三坐标测量仪对样车的各铰点(硬点)进行实测,并通过实测或辨识方法确定减振器、转向系统等部分的特征参数;然后,在多体动力学软件中建立该样车整车虚拟样机模型,并建立基于横摆和侧偏的车身稳定性控制系统模糊控制器,其仿真结果表明所建控制器控制效果良好。最后,为了探析样车原装稳定性控制系统控制算法等,对样车进行了冬季试验,并得出了一些有益的启示,这为下阶段自主开发汽车稳定控制系统提供了参考。     

A high-frequency first-principle model of a shock absorber and servo-hydraulic tester

The aim of this paper is to present the model of a complete system, consisting of a variable damping shock absorber and a specialized servo-hydraulic tester, used to evaluate the vibration levels produced by a shock absorber. This kind of evaluation is used within the automotive industry to investigate shock absorbers, as an alternative to vehicle-level tests. The purpose of such testing is to quantify a shock absorber's ability to transfer the mid- and high-frequency content of the vibrations passing from the road profile, through the suspension, to the vehicle body. The first-principle non-linear model formulated, derived and validated in this paper allows laboratory test conditions to be reproduced. It also provides an understanding of structural vibrations in regard to the dynamical interactions between the shock absorber, its basic components (e.g. valve systems), mounting elements, and the hydraulic actuator. The model is capable of capturing important dynamical properties over a wide operating range, yet is only moderately complex. The model has proved to be qualitatively suitable and quantitatively accurate based on validation work performed for the entire frequency range of interest, i.e. 0-700 Hz. The application scope of this study covers the engineering need to develop a simulation tool for high-frequency shock absorber design optimization.