轿车高速行驶方向盘摆振控制与工程应用

研究高速行驶方向盘摆振机理,控制策略,识别与测试方法。根据实际工程问题,建立某摆振车辆的多体仿真模型,分析方向盘摆振的影响因素及优化措施。为确定传递路径上各影响因素对摆振的影响程度,开展方向盘摆振对影响因素的灵敏度分析,结果表明前摆臂后衬套刚度、前摆臂前衬套刚度、副车架后衬套刚度是影响摆振的敏感因子。通过DOE正交试验优化系统衬套参数,该车方向盘摆振幅值降低近52%,有效地抑制摆振现象。最后开展实车道路试验,验证仿真分析的准确性。该研究提供一套行之有效的高速方向盘摆振控制方法,并取得良好的工程应用效果。     

基于ODS与试验模态分析的方向盘摆振优化

分析了方向盘振动机理与控制方法.针对某款乘用车的转向系统进行了ODS(Operational Deflection Shape)分析与试验模态分析,找出了在高速行驶中方向盘摆振的激励源、传递路径及转向系统的结构弱点.从激励源、传递路径和接受体三方面来控制摆振.第一是控制轮胎动平衡参数,降低路面对轮胎的激励.第二是优化传动轴万向节,提高传递路径的隔振性能.第三是优化转向系统的结构弱点,提高其固有频率,使之与激励频率解耦.这项研究为分析方向盘高速摆振提供了一套有效方法,并取得了较好的优化效果.     

交叉型乘用车方向盘摆振分析

某配置麦弗逊前独立悬架和齿轮齿条转向器的交叉型乘用车在试制阶段出现方向盘摆振现象,且每台车出现问题时的车速和摆振程度不一。分析轮胎残余动不平衡量、转向悬架系统传递路径结构和特性、麦弗逊前悬架后摆臂后衬套动态性能、转向器安装衬套结构形式和刚度、齿侧间隙大小等因素对方向盘摆振的影响。结果表明,轮胎残余动不平衡量引起的周期变化的激振力和力偶矩是方向盘摆振源头,悬架转向系统的几何参数是影响摆振的重要因素,车辆摆振传递路径的振动传函在摆振频率范围内均出现峰值,方向盘旋转模态频率在摆振频率范围内,摆臂后衬套刚度阻尼不足及转向器安装刚度过大加剧方向盘的摆振,齿侧间隙影响齿条振动的阻尼,适当减小齿侧间隙、增大阻尼有利于降低摆振。     

某车型中高速工况热制动车身抖动分析与控制

某前驱车型在高速、热车工况进行中度制动时出现方向盘摆振及车身抖动问题。经制动抖动整车道路试验与整车悬架系统、方向盘模态测试分析,最终确定是由于制动盘热变形导致制动盘厚薄差(DTV)增长,引起的激励频率与悬架系统纵向固有频率、方向盘旋转模态频率相重合产生共振。通过更改制动盘通风结构增加冷却效能,以及调整悬架系统刚度特性改变纵向固有频率的方法有效解决了该车型制动抖动问题。     

机体连接处局部刚度对轻型飞机起落架摆振稳定性的影响研究

针对前起落架与飞机机体连接处局部刚度对起落架系统摆振稳定性影响的问题,以前起落架为研究对象,建立了考虑起落架与机体连接处局部刚度影响的起落架摆振分析模型,并采用复特征值优化法对摆振稳定性进行了计算与分析。最后,针对某轻型飞机前起落架,分析了机体连接处局部刚度对起落架系统摆振稳定性的影响,并通过物理试验验证了理论计算的正确性。研究表明:起落架与机体连接处局部刚度对起落架摆振稳定性影响比较明显;连接处局部刚度越小,系统所需临界阻尼越大,系统越不稳定;反之亦然;连接处局部刚度越小,系统摆振频率越小,反之亦然。在防摆设计时,应考虑起落架与机体连接处局部刚度与起落架侧向刚度之间的匹配关系。     

动力吸振器在方向盘NVH性能优化中的应用

针对某车型方向盘振动过大问题,以试验模态测试与频谱分析相结合的方法进行问题识别,发现传动轴共振是引起方向盘振动过大原因。对比增加动力吸振器前后传动轴模态频率及方向盘振动幅值的变化,试验结果表明方向盘的振动问题得以有效解决。     

考虑间隙运动副耦合作用的车辆摆振动力学行为分析

车辆转向机构中各间隙运动副之间的动力学耦合会对其动力学响应产生重要影响。以考虑转向机构中间隙运动副耦合作用的非独立悬架车辆为例,基于分析力学建立了六自由度车辆摆振分析模型。应用数值方法分析了车辆摆振系统的动力学响应特性,对其中出现的Naimark-Sacker分岔、混沌等现象做了分析,并从能量传递角度对其摆振机理进行了解释,相关分析结论可为更好地实现车辆摆振控制提供理论支持。     

电动汽车方向盘抖动问题诊断与优化分析

摘 要：针对纯电动车在沥青路上匀速20km/h行驶方向盘抖动问题，分析了方向盘抖动产生机理和影响因素，通过针对性的试验测试，分析传递特性和抖动响应特征，根据诊断分析思路和工程经验快速锁定引起抖动的激励源范围。根据橡胶垫刚度经验公式分析结果，降低衬套橡胶刚度，提升隔振性能且降低了后扭力梁刚体模态频率，避免与方向盘系统发生模态耦合。通过优化衬套的对比试验分析，高效地确定可工程化的优化整改方案，有效解决方向盘抖动问题。该优化方案和分析思路，对其他车型及相似的抖动或其他零部件系统共振问题的解决具有较好的指导意义。     

液体晃动对槽罐车摆振系统动力学响应的影响分析

液体晃动导致槽罐车受力情况变得复杂,从而会对前轮摆振系统动力学响应产生重要影响。以两轴小型槽罐车为例,分析液体晃动过程中液-固耦合作用机理,结合转向系统动力学建模分析,计入转向传动机构运动副间隙的影响,建立了十自由度槽罐车摆振系统动力学分析模型,并应用数值算例考察了液体晃动、车速、间隙等因素对车辆摆振响应的影响。分析结果表明,随着车速增加,液体晃动对摆振响应的影响表现出先抑制后加剧再抑制的现象,最后依据相关结论提出了减小槽罐车摆振的措施。     

Taguchi方法在飞机起落架摆振特性对设计参数灵敏度分析中的应用

针对飞机起落架摆振特性对设计参数灵敏度的问题,使用典型前起落架摆振分析模型,确定飞机在全速度范围内滑跑时系统防摆所需最大临界阻尼值,通过引入Taguchi方法,找出影响系统防摆所需最大临界阻尼值的可控因素,并采用基于正交试验的灵敏度分析方法,定量分析各可控因素对其防摆所需最大临界阻尼值的敏感程度。最后,以某飞机起落架为例,进行摆振特性对设计参数灵敏度分析,找出设计参数最优水平组合,并予以验证。研究表明:该方法对研究飞机起落架摆振特性灵敏度分析是可靠、有效的,为飞机起落架防摆设计研究提供了一个新的方向。     

单转向轮摆振机理与稳定性研究

为研究典型单转向轮系统摆振机理及稳定性,建立杠杆驱动轮椅车转向轮系统非线性动力学微分方程,应用ODE方法进行求解;搭建了参数可调的转向轮摆振实验装置,利用实验手段研究摆振现象,验证了转向轮系统动力学模型的有效性;并对此动力学模型线性化,进行稳定性分析;利用遗传优化算法对转向轮系统进行参数优化设计,针对实验研究的转向轮摆振实验装置进行稳定性分析,采用增加阻尼轴承的方法改善实验中转向轮系统的稳定性.通过研究转向轮系统参数变化对摆振的影响规律,提出防范摆振的方法,获得具有实用价值的结论：通过增加转向轮拖距长度、合理选择质量参数或者增加系统的阻尼都可以减小甚至消除摆振.因此,该研究具有较好的工程实用价值,并对类似转向轮系统稳定性分析有一定的参考价值.     

转向传动机构间隙对车辆摆振系统动力学行为的影响分析

对考虑转向传动机构间隙的车辆摆振系统动力学行为进行了分析。基于非线性系统动力学相关理论,应用二状态模型描述横拉杆和转向梯形臂之间的间隙副接触状态,建立了考虑转向传动机构间隙的四自由度摆振系统动力学模型。对上述模型进行数值分析,借助相平面、Poincaré映射及分岔特性等分析了间隙对于车辆摆振系统动力学行为的影响,为更好地实现车辆摆振控制提供了理论支持。     

汽车转向轮摆振的稳定性及分岔行为分析

研究了减小和消除汽车转向轮摆振的方法.以三自由度前桥转向轮模型为研究对象,利用常微分方程稳定性理论和数值分析得出系统除零平衡点外其他平衡点都不会发生Hopf分岔,而且发现改变某些参数可以完全消除摆振,改变某些参数对系统摆振没有明显影响,改变某些参数还可以引起二次摆振.针对零平衡点,利用中心流形理论和规范形理论对系统进行化简并对约化方程进行分析,得到其分岔特性.进一步地,运用奇异性理论发现该系统的分岔特性在小扰动下具有很好的保持性.     

飞机机轮参数摆振稳定性及其若干影响因素

本文在文献[6]的基础上,首次研究了减摆器阻尼,机轮转动惯量、轮胎偏滚刚度、支柱侧倾刚度对飞机机轮参数摆振稳定性的影响。本文所得结论对于新机防摆设计和琨役飞机的防摆维护有一定参考价值。     

汽车方向盘用材料及成形方法研究进展

方向盘是汽车上重要的安全部件,对材料的使用性能要求较高.介绍了制造汽车方向盘骨架及外包覆层的常用材料,对这些不同材质方向盘的应用现状、性能优劣及成形方法进行了深入分析,重点讨论了新型镁合金方向盘骨架的优势、成形方法及研究开发现状,并展望了今后研究的方向.     

商用车发动机怠速运转方向盘抖动控制研究

汽车发动机怠速运转时方向盘的抖动严重影响驾驶舒适性,本文利用振动测试与模态分析方法研究方     

全向移动机器人驱动轮同步转向机构设计

针对现有轮式全向移动机器人在工程实际应用中存在的驱动轮同步转向能力差的问题,设计了驱动轮同步转向机构。首先,基于虚拟样机技术分析了该同步转向机构的工作原理,并将它应用于轮式全向移动机器人。然后,利用运动学原理对加入同步转向机构机器人进行运动学分析,得到了电机输入转速与驱动轮转向速度之间的关系。最后,根据系统结构参数研制了一款主要应用于工厂物料搬运工作的产品样机并进行实验验证。机器人横向移动实验结果表明,该机器人可以通过不同方式进行全向移动,验证了该机器人的全向移动功能。研究表明同步转向机构的应用降低了轮式全向移动机器人控制难度,实现了机器人高速、高精度、高稳定性全向移动。     

An experimental and finite element investigation into the energy absorption characteristics of a steering wheel armature in an impact

Understanding the energy absorption characteristics of automotive components is necessary for the development of safe and crashworthy vehicles. This research experimentally and numerically studies the energy absorption performance of a steering wheel armature in contact with a deformable chestform (bodyform) during a collision. Variations in the location of impact on the armature, armature orientation, and chestform impact velocity are considered to investigate how these factors affect the energy absorption characteristics of the two contacting entities. By implementing standardized testing procedures (under experimental and numerical testing methods) steering wheel armature design can be evaluated and improved on in the design stage of steering wheels. Comparisons between experimental and finite element analysis testing methods were conducted and correlated using load versus displacement profiles over the duration of impact. A good relationship between the two methods was found which allows for investigation into the energy analysis of the armature and the chestform. Experimental methods do not provide a method of determining the energy absorbed by any single entity in this “deformable to deformable” contact. The energy absorbed by both structures can be experimentally determined, however, this does not provide engineers and steering wheel designers with specific information regarding the safe design of just the steering wheel armature. Numerical simulations do provide a means of quantifying the energy absorbed by specific structures in the analysis and do significantly help in isolating the energy absorption characteristics of the steering wheel armature. The results of this research show that the steering wheel armature is responsible for the majority of energy absorbed by the impact. In addition, the percentage of energy absorbed by the armature is not significantly dependent upon the location of impact and the impact velocity.