履带车辆传动轴三工况动态扭矩实时测试

结合某型号履带车辆传动系统的结构、传动特性和传动轴动态扭矩测试装置特点,建立了履带车辆传动轴动态扭矩实车测试平台以检验扭矩测试装置是否能够满足履带车辆传动系统宽范围动态载荷测试的需求.利用数理统计方法分别对履带车辆在起步过程、原地转向和随机行驶3种工况下的传动轴动态扭矩特性试验测试结果进行统计并与理论计算值进行对比分析.结果表明:不同工况下履带车辆动态扭矩测试值与计算值之间的误差满足测试需求,能够准确地反映动态扭矩测试装置的有效性和准确性.     

履带车辆扭矩载荷测试样本量的确定

扭矩载荷编谱技术是进行受载零部件机械结构设计和疲劳试验的重要研究基础.以某履带车辆传动轴为研究平台,以中值随机疲劳载荷谱编制原理和分散系数法定寿命原理为理论依据,提出了一种有较高置信度(90%以上)的样本量确定方法.通过设计扭矩测试及采集系统,获得了该履带车辆传动轴在典型行驶工况下的扭矩时域信号,依此确定了样本量的大小,并通过等效疲劳损伤原理进行了验证.该方法为编制履带车辆传动轴载荷谱提供了有效的原始数据,同时降低了试验样本数量及测试成本.     

基于核密度估计的履带车辆传动轴载荷谱编制

为了建立军用履带车辆传动轴典型路面上的高可靠性载荷谱,通过实车试验采集接近实际使用情况的扭矩载荷及相关行车数据,由最少测试次数判据计算出载荷数据样本的置信度。由于试验载荷数据具有不规则的均幅值二维分布,基于二维核密度估计设计编谱流程,采取2次雨流计数,第1次雨流计数结果用于均幅值极值推断,第2次雨流计数结果用于核密度估计,既能很好地拟合均幅值分布,又能对实测雨流矩阵做合理外推。在获得典型路面使用寿命里程的二维设计载荷谱后,通过等损伤转换方法,将二维谱转化为以幅值为变量的8级程序块谱,并给出传动轴扭矩和转速的联合加载方法。研究结果表明,从疲劳损伤角度选择低载,舍去阈值为第8级幅值的0.8倍,频次和减少99.33%而损伤和只减少0.29%,可加速疲劳加载试验。     

履带车辆起步加速过程仿真研究

为准确预测履带车辆加速性能,采用迭代修正算法对车辆起步加速过程进行仿真,通过对加速过程多个离散状态的辨识和切换,得到了车辆加速过程中各传动部件转速、转矩以及整车加速度、速度和位移的时间历程.仿真结果与试验数据吻合,表明考虑离散状态切换的履带车辆起步加速过程仿真方法是合理的、有效的.     

基于动态扭矩测试的综合传动系统主轴低周疲劳寿命预测与验证

为解决履带车辆综合传动系统主轴低周疲劳失效的问题,开展主轴疲劳样件检测及材料力学性能测试。通过实车测试获得主轴动态扭矩,在此基础上,建立主轴弹塑性有限元模型并预测主轴的低周疲劳寿命;进一步开展主轴低周疲劳台架试验,对寿命预测方法进行验证。研究结果表明：履带车辆在起步阶段下的冲击扭矩是造成综合传动系统主轴低周疲劳的主要载荷;由于双侧非对称的结构特点,导致主轴右侧冲击扭矩均值是左侧的1.54倍;主轴最大Mises应力为1 510 MPa, 最大应变为0.008 692 3,均发生在右侧输出花键与过渡圆弧交界位置的齿根处,与主轴疲劳断裂位置一致;实车条件下主轴能承受冲击扭矩的次数为17 082次;台架试验获得的主轴能承受冲击扭矩的次数为5 000,预测获得的主轴能承受冲击扭矩的次数为5 843次,仿真结果与试验结果基本吻合,验证了低周疲劳寿命预测方法的可行性。     

车辆传动轴动态扭矩测量与数据预处理研究

为了解决车辆传动系统载荷谱测试过程中,转速高、扭矩大和温度变化范围广的环境中传动轴扭矩测量和数据传输困难的问题,研制了基于蓝牙4.0技术的车辆传动轴动态扭矩实时测量和无线传输测试系统.建立了传动轴动态扭矩信号预处理方法.在此基础之上,开展了实际车辆行驶过程中传动轴动态扭矩测试试验并且对数据进行了预处理.试验结果表明:在高转速等复杂工况下测试系统工作性能良好,能够准确地实时测量传动轴的动态扭矩;在信号预处理方面,箱线图法对异常值的去除有明显的效果.相对于小波分析通用阈值去噪方法,小波分析自适应阈值去噪对传动轴动态扭矩信号的去噪更具有针对性和准确性.     

重型车辆湿式双离合器起步模糊控制研究

以重型车辆湿式双离合器(DCT)为研究对象,开展基于模糊控制的DCT起步控制研究.在考虑了油门踏板开度及其变化率、发动机运行状态、滑摩功等影响重型车辆起步品质因素的基础上,参考驾驶员的起步经验,制定了离合器起步的模糊控制规则.通过该车辆在某工况下的起步进行仿真计算,结果表明:综合考虑油门开度变化及变化率、发动机的转速变化和离合器主、被动端转速变化等因素的起步模糊控制策略可以用于重型车辆的起步控制.     

桥式起重机主梁剩余寿命估算

桥式起重机在典型工况下工作循环一次时,对其主梁危险部位的应力进行测试,得到应力一时间历程,采用雨流计数法处理应力一时间历程获取载荷谱。根据线性累积损伤理论,估算出起重机在典型工况下工作循环一次时,主梁危险部位的损伤值。查询在线监测系统,获得起重机在各种实际工况下的工作循环次数,将实际工况近似为典型工况,推导出主梁的疲劳寿命公式。     

基于虚拟样机技术的履带车辆扭力轴载荷谱的编制

载荷谱是履带车辆可靠性设计和测试试验的重要依据.针对履带车辆研究中载荷提取困难的问题,文章采用虚拟样机技术模拟实验提取载荷.以某型履带车辆为模型,基于多体运动学研究建立了整车模型和测试系统,根据履带车辆实际应用情况设计任务剖面,模拟仿真提取载荷.利用雨流计数法得到载荷的均值、幅值直方图,用数理统计方法处理,得到可应用的八级载荷谱,可以为履带车辆疲劳寿命研究提供一定的参考.     

基于离合器接合速度的重型越野车辆起步控制研究

建立起步过程动力学模型并提出了起步过程评价指标,选取转速、位移等为控制参量,设计了基于接合速度的干式离合器分段控制策略。设计了起步分段控制模型,利用试验数据库统计得出分段控制的主要参数阈值。对所设计的控制策略进行了实车平路起步试验。以当量冲击度、起步时间和滑转圈数为评价指标,分析了起步控制效果。结果表明,所设计的基于离合器接合速度的起步控制策略满足起步平稳性和快捷性的要求,为后续开展适应全工况的优化控制奠定了基础。     

自行火炮综合传动装置非线性动力学仿真与疲劳可靠性寿命预测

为准确地获取综合传动装置关重件的载荷谱,对自行火炮的综合传动装置非线性动力学仿真与疲劳可靠性寿命进行预测研究.建立非线性多级齿轮传动系统的虚拟样机,对其工作过程进行仿真,将同工况条件下综合传动装置虚拟样机仿真结果与综合传动实验台实验结果进行对比,验证基于虚拟样机获取载荷谱的可信性,对载荷谱进行插值运算得到齿轮危险点的应力-时间历程,采用三峰谷雨流计数法生成2维分布的随机疲劳应力谱,充分考虑材料的疲劳性能,预测关重件在多存活率下的疲劳可靠性寿命.研究结果表明:该方法能准确地描述齿轮-转轴-轴承非线性系统的动力学特性,预测关重件在多存活率下的疲劳寿命,为实现预防性维修和精确化保障提供决策依据.     

行星变速箱换档过程模拟方法研究

行星变速箱的工作过程是一个由多参数变化决定的动态过程,研究这一过程,对改善车辆平稳性、使用寿命有很大帮助.利用多自由度变速箱的数码表示方法,结合拉格朗日能量方程,建立了行星变速箱各种档位都适用的通用数学模型,将该模型用于计算机中计算不同档位的运动学和动力学问题,带来很多便利.在此基础上,用数值积分方法对模型进行数值求解计算,对换档过程进行数值模拟,最后对典型结构的行星变速箱进行了实例验证.     

车辆起步电动离合器控制策略的仿真研究

针对某越野车,开发了直流电机驱动的AMT离合器执行机构.建立了发动机模型、离合器模型以及传动系模型.通过对冲击度和滑磨功的分析,在车辆起步离合器慢接合阶段制定了一种基于模糊控制和模糊PID的智能控制策略并建立了其仿真模型,利用Matlab/Simulink对车辆起步离合器接合全过程进行仿真分析,仿真结果表明该控制策略对...     

液力传动车辆闭锁充油动态缓冲特性优化

以某型液力传动车辆为研究对象,为提升液力工况向机械工况过渡过程中闭锁品质,尤其是减小车辆闭锁过程中产生的冲击,对闭锁离合器的动态缓冲特性开展理论和试验研究。建立具有闭锁功能的液力变矩器及其主、被动端动力学系统仿真模型,分析闭锁过程的快速充油、缓冲升压及阶跃升压各阶段对闭锁品质的影响,采用最优拉丁超立方试验设计方法,对缓冲升压阶段的缓冲斜率进行优化,通过所构造的闭锁品质评价函数比较优化前后冲击度、滑摩时间及滑摩功等品质评价参数,并搭建闭锁特性试验验证台架对优化前后闭锁品质进行验证。研究结果表明,所建立的动力学系统仿真模型能够对动态闭锁过程进行准确预测,优化后闭锁品质较优化前有明显改善,冲击度显著降低,基于闭锁品质评价函数的品质优化方法能够为液力传动车辆的闭锁特性的设计和研究提供理论参考。     

正独立式机械双流传动装置自动换挡技术

某履带式自行火炮装用手动操纵的正独立式机械双流传动装置，在实际使用过程中由于经常出现起步档选择不合理，导致主离合器过度磨损，影响了车辆的使用寿命。为此对原车的换档操纵系统进行了改进设计，即在原车上增加电液自动换档操纵系统，取代原车的机械换档操纵系统。通过实车试验证明，所加装的电液自动换档操纵系统解决了主离合器过度磨损的问题，同时实现了车辆的自动换档操纵。     

随机载荷作用下扭力轴耐久性优化设计

利用多工况下扭力轴随机载荷时间历程,编制了8级扭矩谱;考虑材料性能、疲劳影响系数等因素的分散性,应用疲劳可靠性理论与方法,建立了耐久性分析模型,计算了疲劳寿命与耐久度。在此基础上,以车辆行驶6 000 km时扭力轴的耐久度作为目标,以刚度可靠性、结构尺寸等为约束,构建基于耐久度的结构优化模型;提出了以双循环策略处理耐久性目标、单循环策略处理可靠性约束的优化求解方法,既保证了目标的计算精度,又提高了优化计算的效率。优化结果表明：扭力轴在满足刚度可靠性等约束的条件下,耐久度得到明显的提高。     

越野车辆T.C.+AMT换挡过程主离合器控制策略研究

在分析越野车辆T.C.+AMT自动变速系统工作原理的基础上,建立了其主离合器及其整车Simulink模型.以控制在换挡过程中主离合器的滑摩功和冲击度在合理的范围内为准则,设计了在换挡过程中的主离合器控制策略,并进行了仿真分析,结果表明该控制策略是合理的,从而为T.C.+AMT自动变速系统的深入发展提供了理论依据.