轮式摆动车身车辆越障所需最小驱动力矩及影响因素

建立了轮式摆动车身车辆越障时的动力学模型。根据这类车辆的结构特点,以单侧车轮越障为例,分析了车辆的运动状态,给出了越障所需的驱动力矩,同时分析了重心位置对越障所需驱动力矩的影响。利用ADAMS对车辆越障进行仿真,证明了所提方法的正确性。     

汽车主动转向系统中转向阻力矩的分析与计算

汽车前轮转向阻力矩的分析和计算是主动转向系统设计和控制的理论基础,汽车前轮转向阻力矩可分为主动阻力矩和被动阻力矩两大类.从转向轮受力分析着手,利用虚功原理分析推导出了主动转向阻力矩计算公式,探讨了主动转向阻力矩与车轮所受外力以及前轮定位参数的相互关系和转向轮自动回正的条件;通过对被动转向阻力矩的分析与计算,得出了其主要影响因素是前轴载荷、轮胎气压、转向器的摩擦阻力、阻尼系数和转向速度.这些分析和计算结果对汽车主动转向系统的设计和控制具有指导作用.     

月壤特性对月球车轮地相互作用力的影响

为了了解月壤特性变化对于月球车轮地相互作用的影响,对月壤的物理和力学特性参数进行分析,制作模拟月壤进行土壤参数测量实验和月球车轮地相互作用实验.根据实验数据及轮地相互作用力学模型进行模拟月壤参数的估计和辨识,将典型月壤参数带入模型进行理论分析和数值分析,并与试验中获取的车轮土壤相互作用数据进行对比.结果表明:土壤的承压特性参数主要影响车轮沉陷量,车轮驱动阻力矩主要受土壤的剪切特性影响,反映土壤物理特性的接触角系数变化对于轮地作用影响相对较小.该研究为进行月球车车轮力学性能的全面分析和月壤参数辨识等的应用提供了理论基础。     

用弹簧平衡空间机构驱动力矩的实验研究

在机构动态平衡方面,驱动力矩平衡是个重要课题。本文通过在自制的RSKR空间机构实验台上驱动力矩平衡实验验证了《空间机构弹簧元件的综合》一文的理论。实测结果表明,加弹簧后驱动力矩峰峰值降低了66％,该值与理论值之差小于14％(在测试系统误差15％之内)。     

转子翼驱动功率与升/阻力特性研究

为了研究新型的Magnus转子式减摇装置（转子翼）的驱动功率问题，本文通过转子翼上动态流体力矩和平均转子角速度计算伺服系统驱动功率。采用ANSYS-Fluent进行转子翼水动力三维瞬态仿真试验，得到横摇周期内动态水动力特性；根据动态流体力和转子角速度，按照惯性力矩、摩擦力矩和粘滞阻力矩3部分计算得出转子翼上的总力矩。研究结果表明：长度3 m、直径0.4 m的转子翼，航速7 kn时，平均升阻比大于4；转子翼在低航速时亦可产生足够升力；转子翼单位投影面积升力大于传统翅片形减摇鳍，阻力则反之；转子翼的驱动功率小于传统减摇鳍。     

基于DYC-TCS的电动轮轿车在低附着路面起步性能

针对汽车在左右两侧车轮附着系数明显不同的情况下,直线加速行驶时,易出现摆尾等失控现象,根据电动轮式四轮驱动汽车驱动力矩独立可控的特点,提出基于PID控制算法,结合DYC-TCS控制策略,控制内、外侧车轮的驱动力矩,实现整车操纵稳定性最优.在Adams/View中建立了四轮驱动汽车的模型,与Simulink进行了联合仿真.结果表明:汽车在左右两侧车轮附着系数明显不同的情况下,进行直线加速试验时,采用DYC-TCS控制策略,明显优于传统的无DYC-TCS控制策略的方案,也优于仅有TCS控制的方案.采用DYC-TCS策略后,最大横摆角速度仅为传统的无DYC-TCS控制策略方案的4%,最大侧向位移仅为5%.     

复合材料深空探测车车轮的设计

运用地面力学与高等土力学的相关知识,对给定土壤参数的刚性轮-土壤的相互作用做了定性分析,获得了探测车行驶阻力与其所受的垂直载荷的相互关系。根据分析结果,提出了利用低密度的夹层复合材料制造探测车车轮的设计思想。     

行星滚柱丝杠副摩擦力矩及传动效率研究

以行星滚柱丝杠副为研究对象,基于赫兹接触理论和等效球的方法,分别计算了由材料弹性滞后、滚柱自旋滑动和润滑油粘滞阻力所产生的摩擦力矩,分析了接触角、螺旋升角和滚柱牙数对摩擦力矩的影响规律．在此基础上,建立了行星滚柱丝杠副传动效率计算模型,研究了丝杠转速和上述结构参数与传动效率的关系．结果表明,引起摩擦力矩的主要原因是滚柱的自旋滑动;丝杠转速增加导致传动效率呈递减趋势,相同丝杠转速下,较大的轴向载荷能获得较高的传动效率;较大的接触角能够减小摩擦力矩和提高传动效率;螺旋升角对摩擦力矩的影响很小,但能提高传动效率;增加螺纹牙数有利于提高承载能力,并降低总摩擦力矩．     

基于横摆力矩控制的电动轮汽车转弯节能控制

首先,研究了车辆转弯时转弯阻力产生的机理,提出了影响转弯阻力的因素。然后,提出了通过改变纵向力分配减小转弯阻力的方法。最后,基于车身稳定性的约束,通过理论分析和计算机仿真,对比了纵向力分配前、后车辆转弯过程中的能耗,并采用遗传算法对后轴轮间的转矩分配系数进行了优化。研究表明,通过对电动轮汽车的纵向力分配,可以降低电动汽车在转弯过程中的能耗,提高转弯机动性。     

弹簧疲劳试验机机构的优化配置

本文通过对弹簧疲劳机工作阻力和阻力矩，惯性力和惯性力矩的分析与计算，给出了试验机机构的优化配置方案，实验证明，通过合理地配置４个压盘的工作顺序，可显著了减小往复惯性力和惯性力矩，减轻试验机的强烈振动和噪音，提高机构的运动精度和工作平稳性，同时本文给出了工作阻力和阻力矩的计算公式及计算实例，为合理配置电动机功率提供了理论依据。     

月球车弹性筛网轮的研制

为研究适应松软地形,且质量小、功耗低、驱动力大的月球车车轮,在单轮驱动功率和扭矩计算的基础上,选取了电机和减速器,进行初步的弹性筛网轮的结构设计,对初步设计中主要零件进行了受力分析及详细的结构设计,最终加工出两种不同尺寸的弹性筛网轮,对车轮性能进行了测试.通过弹性筛网轮的研制,综合考虑体积、传递效率及功率等技术因素,实现了车轮的驱动、传动一体化设计,为设计真正的月球车车轮奠定了技术基础;解决了钛合金轮圈的加工工艺问题,为今后研制不同形状的钛合金轮圈奠定了技术基础.     

基于地面力学的变质心月球探测车移动性能

简要介绍了变质心月球车(CMR-1)的设计要求和机械结构,并基于地面力学的知识,从分析月球车轮地接触力学特性入手,对变质心月球车行走过程中车轮下陷量、运动阻力和牵引力等进行了分析。通过对移动性能的分析,得到了构型参数(车轮参数、质心位置)和地形参数与下陷量、运动阻力、牵引力等性能参数间的关系曲线,给出了月球车车轮、质心位置和轮距等构型参数的设计原则,论证了质心对于月球车移动性能的重要性。最后对变质心月球车进行了仿真分析,验证了其优越的越障性能。     

月球车轮地相互作用力学模型解耦及其应用

针对高度耦合的月球车轮地相互作用力学积分模型很难在实际中应用的问题,采用应力分布线性化、忽略比重较小的耦合项等方法,推导了解耦的封闭解析模型.利用轮地相互作用测试平台,对具有不同尺寸和不同轮刺的6种车轮进行试验.基于解耦模型研究了土壤参数的辨识方法,对轮地作用过程中的8个未知参数进行了辨识,并利用试验数据验证了该方法的...     

摆动车身车辆越障过程模型及所需最小驱动力矩

为了研究具有摆动式车身车辆的越障性能,根据其结构特点建立了单侧车轮越障和两前轮同时越障过程的普遍动力学模型,通过简化给出了2DOF铰接车在越障极限位置时的动力学模型。根据该模型能够计算出满足附着条件下各个驱动车轮的可行输出转矩。经进一步分析求出了越障所需的最小驱动力矩。并利用ADAMS对2DOF铰接车越障过程进行仿真,证明了所提方法的可靠性。     

Wheel slip-sinkage and its prediction model of lunar rover

In order to investigate wheel slip-sinkage problem, which is important for the design, control and simulation of lunar rovers, experiments were carried out with a wheel-soil interaction test system to measure the sinkage of three types of wheels in dimension with wheel lugs of different heights and numbers under a series of slip ratios (0–0.6). The curves of wheel sinkage versus slip ratio were obtained and it was found that the sinkage with slip ratio of 0.6 is 3–7 times of the static sinkage. Based on the experimental results, the slip-sinkage principle of lunar’s rover lugged wheels (including the sinkage caused by longitudinal flow and side flow of soil, and soil digging of wheel lugs) was analyzed, and corresponding calculation equations were derived. All the factors that can cause slip sinkage were considered to improve the conventional wheel-soil interaction model, and a formula of changing the sinkage exponent with the slip ratio was established. Mathematical model for calculating the sinkage of wheel according to vertical load and slip ratio was developed. Calculation results show that this model can predict the slip-sinkage of wheel with high precision, making up the deficiency of Wong-Reece model that mainly reflects longitudinal slip-sinkage.     

刚性驱动轮在沙土上滑转下陷量的计算方法

本文从车轮与土壤相互作用关系入手,在对现有的实验和理论研究结果进行分析的基础上,应用土壤力学和塑性理论的基本原理,提出用接触面上的剪切应力分布特性来判断轮下土壤纵向流动破坏区域的大小,建立了在不同滑转率时刚性驱动轮下土壤纵向流动破坏区域的包络线方程及滑转下陷量的计算方法。     

用于电动轮驱动汽车的差动助力转向

根据电动轮汽车的各轮独立驱动特点,提出一种针对电动轮汽车的新型助力转向方式。着重讨论了差动助力转向的基本原理和可行性。应用Matlab及Simulink建立了整车和转向系模型,给出了目标扭矩分配的特性曲线及左右转向轮的扭矩输出的控制算法,并进行了仿真验证。结果表明:对于电动轮驱动汽车,所提出的差动助力转向方法满足了转向轻便和驾驶路感要求,可以在保留传统机械转向系的前提下,成功应用于四轮独立驱动的电动汽车,提高电动轮汽车整车性能优势并降低成本。     

浮式驱动轮脚动力性能的试验研究

研制了变参数叶片式试验轮和浮式驱动试验装置；实测了在多轮脚作用下土壤对轮脚的垂直反力和水平反力以及驱动轮牵引力和施加在轮轴上的扭矩；采用正交试验设计方法综合考察了轮腿数、轮脚驱动面倾角、入土深度和滑转率对牵引力、驱动效率的影响，给出了各因素影响的主次顺序及选择依据     

汽车曲线行驶状态轴距差检测及校准方法

针对汽车曲线行驶状态轴距差检测仪校准方法的问题,研究了曲线行驶时轴距差的检测模型,提出了一种带有模拟并计量前轮转角功能进而实现汽车定轴距差曲线行驶的校准方法。该方法采用轴销的中心作为前轮回转中心,有效避免了由于前轮转动导致的校准装置轴距改变。研发了汽车曲线行驶状态轴距差检测仪的校准装置,完成了校准点分别为0、1、3、5、10、20mm时光敏式轴距差检测仪的校准试验,证明了汽车曲线行驶状态轴距差检测仪校准方法的可行性和准确性。     

液力变矩器导轮空转特性无叶片数值仿真

分析了导轮在液力变矩器工作液体循环中的导流作用,在此基础上提出一种无叶片数值仿真方法。采用该仿真方法,直接获取了各导轮空转工况下变矩器的转矩特性和循环流量特性,并通过设定监控点来观测相应的导轮空转转速。与传统方法仿真结果和现有试验数据进行了对比,结果表明:无叶片法具有较高的仿真精度,并有效减少了导轮空转仿真的计算量。