基于ADAMS的铰接轮式重型拖拉机振动特性分析

为分析铰接轮式重型拖拉机的振动特性,利用ADAMS虚拟样机技术,采用GB/T 10910—2004中规定的35 m较粗糙人工试验跑道对其整机振动进行了仿真分析。建立方向器转角开度为0时转向液压简化系统,与整机铰接和摆动机构组成了空间机械-液压偶合的仿真系统。通过仿真,得到了拖拉机在该工况下的各构件载荷和振动频率,总结了铰接轮式重型拖拉机的振动规律。文中主要研究拖拉机铰接结构特性对拖拉机振动的影响,可为铰接轮式重型拖拉机关键部件的减振器设计提供理论依据。     

基于ADAMS的轨道板运输车平顺性分析

轨道板运输车是一种应用于隧道内无砟轨道建设的新型设备,为确定车辆运行时驾驶员的舒适性感受和合理的行驶速度,提出一种基于ADAMS软件的轨道板运输车平顺性分析方法。该方法建立了车辆行驶加速度、频率与人体舒适性感受的关系,首先在ADAMS中建立仿真模型,然后计算输出水平方向和垂直方向的加速度曲线,通过Fourier转换得到功率谱密度曲线,最后利用MATLAB软件求解各方向的加速度均值和总加速度均值。分析结果表明,轨道板运输车在水泥路面行驶时,最大加速度为0.608 2 m/s~2,驾驶员感受为"舒适性较好"且不会引起人体共振;在粗糙水泥路面行驶时,最大驾驶度为0.717 2 m/s~2,驾驶员感受为"舒适性一般",容易造成人体疲劳,建议降低速度。     

车辆振动对乘员舒适性影响的研究

振动是影响车辆舒适性和安全性的重要因素,是车辆人-枳-环境考核的重要指标之一.研究了在几种不同路面激励下,某轮式车辆驾驶员座椅处的振动,分析了这几种振动的谱频率成分和对驾驶员舒适性的影响情况.     

弹药运输专用拖车平顺性仿真及启动性能改进

运用UG软件建立了弹药运输专用拖车三维模型,导入到ADAMS软件中,建立了模型各个部件的约束关系,并重新建立了轮胎模型。依据国标要求建立了B级路面谱,采用抛下法,测量前后轴悬架系统固有频率,并与实车模态试验得到的一阶模态频率进行对比,验证了仿真计算的正确性。在不同车速下进行了B级路面满载的平顺性仿真,得到了匀速行驶时拖车质心位置振动加速度以及其加速度功率谱密度曲线,计算出了加速度均方根值。仿真结果表明该拖车能够满足额定车速下在B级路面上的行驶平顺性的要求,能够保证弹药的完整性。最后对拖车的起步性能进行了优化,大大减小了拖车的振动冲击,增加了牵引杆的疲劳寿命。     

全地面起重机行驶动力学仿真研究

建立全地面起重机的整车振动模型及其AMESim仿真模型,并建立随机路面谱模型,在A、B、C、D四个等级路面激励下,对比分析了不同阻尼孔直径对整车的垂直振动振动特性的影响,得到了其相关的变化规律。     

路面谱函数对车桥耦合随机振动敏感性分析

将桥梁离散为梁单元,车辆简化为两自由度车模型,基于虚拟激励法建立车桥耦合随机振动模型。分别以GB7031谱、Wang谱及ISO谱三种路面不平顺谱函数作为不平顺激励输入,研究路面谱函数对简支梁桥及车辆振动响应的影响。分析三种路面功率谱对桥梁竖向振动响应的影响,研究不同路面谱函数作用下车速对桥梁振动响应的敏感性及车辆振动对路面谱函数的敏感性。研究结果表明:三种路面谱函数引起的简支梁桥跨中竖向位移均方根曲线形状相似;路面谱与车桥耦合共同作用,桥梁及车辆共振频率出现在桥梁一阶频率处;ISO谱引起的车辆振动响应受车速变化敏感性较弱,但桥梁振动响应受车速影响敏感性较强;GB7031谱和Wang谱引起车辆和桥梁的动力响应及频率特性接近,GB7031谱计算结果略大于Wang谱。     

采用3-RCC型并联机构的车辆座椅悬架多维减振

非道路车辆由于经常行驶在非铺装路面上,在行驶过程中会因路面不平、加速减速和转弯变向等情况受到多个方向的冲击振动,且这类车辆的座椅悬架不能有效地衰减此类冲击振动,而目前对于座椅悬架减振的研究多集中在被动减振与垂直方向减振,多维协同主动减振的研究相对较少.为此选用可衰减多维振动的3-RCC并联机构为座椅悬架系统,在ADAMS搭建3-RCC悬架模型的虚拟样机,并且结合主动控制原理,在MATLAB/Simulink搭建控制器,进行ADAMS与MAT-LAB联合仿真.仿真结果表明,3-RCC座椅悬架可实现多维协同减振,并且通过结合主动控制原理,进一步提升了驾驶员的乘坐舒适性.     

采用3-RCC型并联机构的车辆座椅悬架多维减振

非道路车辆由于经常行驶在非铺装路面上,在行驶过程中会因路面不平、加速减速和转弯变向等情况受到多个方向的冲击振动,且这类车辆的座椅悬架不能有效地衰减此类冲击振动,而目前对于座椅悬架减振的研究多集中在被动减振与垂直方向减振,多维协同主动减振的研究相对较少.为此选用可衰减多维振动的3-RCC并联机构为座椅悬架系统,在ADAMS搭建3-RCC悬架模型的虚拟样机,并且结合主动控制原理,在MATLAB/Simulink搭建控制器,进行ADAMS与MAT-LAB联合仿真.仿真结果表明,3-RCC座椅悬架可实现多维协同减振,并且通过结合主动控制原理,进一步提升了驾驶员的乘坐舒适性.     

普及型轿车悬架性能优化及整车平顺性研究

以某在用普及型轿车为研究对象,运用虚拟样机技术,建立麦弗逊前悬架虚拟样机模型。通过虚拟仿真,得到其前轮定位参数,揭示其运动学规律。通过修改模型硬点坐标,优化前悬架性能使其达到使用要求。基于ADAMS/Car建立整车仿真模型;建立粗糙沥青路面和粗糙水泥路面两种随机路面输入,以及三角形凸块脉冲路面输入,并分别进行汽车平顺性仿真。得到人体振动的加权加速度均方根值和座椅处的最大垂向加速度,分别对随机路面输入和脉冲路面输入下的汽车平顺性进行评价。结果表明:随机路面输入下汽车具有较好的平顺性,脉冲路面输入下对乘员健康无危害。     

重型汽车行驶平顺性的建模与仿真分析

以三轴重型汽车十三自由度振动力学模型为研究对象,建立了重型汽车振动结构微分方程。分解六轮激励的路面功率谱矩阵,用特征值和对应特征向量表示。应用虚拟激励法理论构造了虚拟的六轮路面激励。在虚拟激励作用下,联合复模态分析方法给出了振动结构的虚拟的振动响应量。依据虚拟激励理论求取统计特性的方法,给出了真实振动响应量的功率谱和均方根值。对某三轴重型汽车进行了行驶平顺性仿真分析,结果表明,该方法较简单,为重型汽车的行驶平顺性分析提供了可行的方法。     

基于路面附着系数的电动助力转向控制研究

为了解决路面附着系数变化对驾驶员路感的影响问题,基于路面附着系数对电动助力转向(EPS)系统的助力特性曲线进行了设计。在建立了整车和EPS系统的动力学模型基础上,结合最大回正力矩的估计方法对路面附着系数进行了推理和辨识,并据此,基于Matlab/Simulink平台对EPS的整体模型进行0.3g侧向加速度下的阶跃仿真,结合驾驶员理想方向盘转矩拟合得到随附着系数和车速变化的助力特性曲线。仿真结果表明,路面附着系数能被较好的估计,所设计的EPS助力特性曲线在高、低附着系数的路面上都能够满足驾驶员理想方向盘转矩要求,同时,低附着系数路面的驾驶员路感显著增加,能够提醒驾驶员注意行车的操纵安全。     

拖拉机前桥油气悬架系统振动响应特性试验研究

以常发CF700型拖拉机为研究对象,对拖拉机前桥油气悬架进行了研究。建立前桥悬架拖拉机3自由度振动模型,运用MATLAB/SIMULINK仿真研究前桥悬架参数对拖拉机振动特性的影响,综合考虑选取前桥悬架刚度系数120~160 k N/m,阻尼系数8~10 k N·s/m。根据拖拉机前桥悬架的参数要求,设计了刚度和阻尼均可调的油气弹簧悬架系统。建立了1/4拖拉机振动模型,模拟拖拉机前桥悬架的实际工况载荷,对自行设计的油气弹簧进行了1/4车体试验,试验研究了悬架位移传递率及簧上质量的振动加速度响应特性。试验结果表明:位移传递率随激振频率的增高而减小,并没有出现共振的现象,整个振动过程呈现过阻尼的状态;振动加速度均方根值随激振频率的增高而增大,而簧上质量的响应振动加速度都明显小于激振台的振动加速度,轮胎动载荷响应随着正弦激振频率的增大而逐渐增加。所设计的油气弹簧有效地抑制了振动,能够提高拖拉机的行驶平顺性和乘坐舒适性。该研究为后期开发前桥悬架半主动油气弹簧系统提供了重要的理论依据。     

基于虚拟激励法的三维随机路面仿真

通过改进的虚拟激励法原理,在现有二维路面谱的基础上,从空间路面频率谱出发,将之拓展到三维空间内的路面谱,给出模拟随机路面谱的方法。同时,为了给虚拟样机仿真分析提供较为复杂三维仿真路面环境,基于单点FFT路面不平度时域模型,建立了三维FFT随机路面数学模型,并实现了其在Matlab中的仿真;依据改进的虚拟激励法理论,建立了生成三维路面文件的通用模型,包括节点的生成和单元生成算法,并导入Adams形成所需的三维路面仿真环境。应用上述方法生成C级路面.对所选择的车辆样机进行了行驶平顺性仿真,与GB/T 13441—92标准对比分析得到了该车行驶平顺舒适性的合理时间。     

基于改进粒子群算法的车辆被动悬架优化与仿真研究

针对车辆行驶过程中容易受到地面白噪声影响问题,创建了四自由度四分之一车辆被动悬架模型,推导出车辆垂直方向动力学方程式。构造了混合目标函数,采用改进粒子群算法对四自由度四分之一车辆被动悬架模型约束参数进行优化。建立车辆被动悬架系统仿真模型,在不同行驶速度下,通过Matlab/Simulink软件进行动力学仿真,与优化前仿真结果进行对比。仿真结果显示,优化后车辆被动悬架驾驶员头部垂直方向加速度、簧载垂直方向行程及非簧载垂直方向位移的均方根最大值分别减少了51.0%、45.4%和40.7%,车辆垂直方向振动峰值明显降低。采用改进粒子群算法优化车辆被动悬架系统,可以提高车辆行驶的稳定性,改善驾驶员乘坐的舒适度。     

非路面车辆驾驶员座椅6足并联悬架系统拓扑结构研究

针对工程车辆、农用车辆等振动强度大、隔振设施简陋的非路面车辆,提出了一种新型的驾驶员座椅悬架系统--6足并联悬架系统.建立了人椅悬架系统自由振动模型,结合空间具有6自由度的机构形式,根据驾驶员座椅隔振的性能要求进行了6足并联悬架结构形式的分析、比较与选取.仿真结果表明,选定的Stewart 双三角型并联悬架在6个方向均有良好的隔振效果.研究结果对设计多维减振座椅具有指导意义,对提高非路面车辆驾驶员的乘坐舒适性具有促进作用.     

基于振动响应工程车辆驾驶室乘坐舒适性分析

工程车辆工作环境恶劣,为保证驾驶员能够高效迅速的对复杂行驶路况做出准确反映,需要设计具备良好的乘坐舒适性的驾驶室。根据工程车辆工作环境恶劣的现状,采用计算振动响应的方法研究车辆驾驶室的乘坐舒适性。建立八自由度二分之一车动力学模型,运用拉格朗日方程求解系统的运动微分方程,获得驾驶室在随机路面激励下的振动响应。在驾驶室的竖直方向建立"驾驶员—座椅"分析子系统,驾驶室受到的竖直方向的激励作为子系统的输入,根据驾驶员受到的振动加速度的加权值,对驾驶室的乘坐舒适性进行评价。分析结果可知:评价驾驶员的主观感受为:没有不舒适;减小座椅刚度,能有效的提高驾驶员的舒适性;为同类设计研究提供参考。     

驾驶室悬架参数对拖拉机振动特性影响的研究

以CF700型拖拉机为研究对象,以MATLAB/SIMULINK为研究平台,建立了带驾驶室拖拉机4自由度振动仿真模型。以GB/T 10910—2004中较平滑跑道为激励,对拖拉机振动特性进行了仿真研究,在此基础上得到驾驶室前、后悬架刚度和阻尼系数。研究结果表明,驾驶室前、后悬架刚度和阻尼系数分别取20 k N/m,1 233 N·s/m和20 k N/m,1 726 N·s/m时,座椅处垂向振动加速度均方根值和驾驶室俯仰振动加速度均方根值分别较无驾驶室悬架时减小50%和61%,拖拉机的乘坐舒适性明显改善。     

双机振动系统振动方向角动态调节仿真及实验

振动方向角是影响振动机械筛分效率和输送速度等性能的关键参数,为了实现振动方向角的动态调节,针对双轴椭圆振动系统研究了两激振电机供电频率对振动方向角的影响。首先,采用拉格朗日方法建立系统动力学模型,经过理论推导得到两激振电机在不同供电频率下能够实现稳定同步状态,但相比于同供电频率而言,椭圆轨迹的振动方向角发生改变;其次,利用数值方法建立振动系统仿真模型,计算得到系统椭圆轨迹并分析得出振动方向角随供电频率的变化规律;最后,通过搭建双轴椭圆实验样机进行实验验证。研究结果表明:在系统保持同步运转下改变两激振电机的供电频率,振动系统稳定同步状态发生改变且振动方向角能够实现大幅度(0～90°)调节。     

基于Matlab/Simulink的滚动轴承划伤缺陷动力学建模及仿真

为解决缺陷轴承动力学建模及振动特性分析的问题,将套圈沟道缺陷引起的额外弹性趋近量引入到轴承缺陷激励模型中。基于接触力学分析方法,建立了额外弹性趋近量与划伤缺陷宽度及轴承参数等之间的关系,建立了滚动轴承划伤缺陷的非线性动力学模型;利用Matlab/Simulink软件搭建了动力学仿真模型,开展了划伤缺陷轴承的振动特性数值仿真研究,得到了接触变形、接触载荷及外圈振动加速度随时间的变化规律;对数值仿真结果进行了评价,并进行了缺陷轴承振动测试。研究结果表明:内圈划伤和外圈划伤缺陷轴承振动包络谱的仿真结果与实验结果基本一致,均存在相应的缺陷频率及其倍频成分,且内圈划伤缺陷频率附近存在旁瓣频率成分,从而验证了动力学模型及Simulink仿真模型的正确性。     

矿用电动轮自卸车四自由度模型的平顺性仿真分析

为研究矿用电动轮自卸车的平顺性,建立了包括人体(驾驶员)模型在内的矿用电动轮自卸车四自由度平顺性系统模型.以前后桥的加速度信号为输入,输出是人体垂直方向加速度.利用MATLAB/Simulink对某大型矿用电动轮自卸车的平顺性进行仿真分析,结果表明:人体的频率主要集中在20～30Hz范围内,振动强度处于0～0.6m.s-2的范围,若前后悬架刚度降低20%,人体最大加速度减小至0.3m.s-2,功率谱密度响应能量降低一半,最大响应对应的频率也稍有减小,能改善车辆的平顺性.