铁道车辆舒适性虚拟试验系统研究

通过建立铁道车辆舒适性虚拟试验系统,可以在设计早期对车辆的舒适性进行分析评估,从而优化车辆设计方案。根据铁道车辆舒适性评估标准,结合虚拟样机和虚拟现实技术,提出了铁道车辆舒适性虚拟试验系统的构建方案,并建立了铁道车辆舒适性虚拟样机模型、虚拟试验场景模型及虚拟现实模型。通过虚拟仪器技术,建立了虚拟试验仪表,使车辆舒适性虚拟试验数据实现了可视化。该虚拟试验系统能支持不同工况下铁道车辆舒适性分析试验。     

重型商用车选换档性能影响因素探讨

重型商用车选换档操纵的舒适性是人们对整车质量的评价标准之一,详细分析了变速器、软轴和操纵器中与选换档性能有关的内部结构及设计参数对重型商用车选换档性能的影响,可为开发新车型和改进车型等提升操纵性能提供依据和方向。     

影响商用车变速箱选换档操纵舒适性的因素和提升方法

商用车变速箱选换档操纵舒适性是用户衡量商用车综合性能的重要参数,介绍了影响商用车变速箱选换档操纵舒适性的因素和提升方法,为提高商用车变速箱操纵舒适性提供可行性建议。     

基于换档执行元件油压估计的行星变速器换档过程控制

对于搭载大功率液力自动变速器和全程调速柴油机的重型越野车辆而言,换档执行元件油压实时估计能反映车辆行驶工况的变化,有助于改善液力自动变速器换档品质。建立3自由度行星自动变速器动力学统一模型,并以1-2动力升档为例,进行升档过程瞬态动力学分析,与传统建模相比,统一模型有效提高了换档分析计算效率,并提供在档状态下变速器转动惯量计算方法。结合发动机-变矩器的动力特性匹配,实现对换档执行元件油压的实时估计,油压估计能够体现车辆工况变化,从而提高换档过程执行元件油压的调节速度,据此制定升档过程控制策略并进行实车变工况试验研究。试验结果表明,估计油压能实时准确反映换档系统动态特性,基于油压估计的换档过程控制能有效提高自动变速器换档品质,改善整车性能。     

ZL50装载机换档过程动力学数值模拟

ZL50装载机的换档过程平稳性决定车辆使用寿命和舒适性,这一过程是由多参数变化决定的动态过程,数值模拟方法研究这一过程,对改善车辆参数和性能有很大帮助。利用多自由度变速箱的数码表示方法和拉格朗日能量方程,建立行星变速箱各种档位都适用的通用数学模型,用该模型计算不同档位的运动学和动力学问题,对换档过程进行了数值模拟,得到行星变速箱换档过程各部件的运动学和动力学参数。     

基于ADAMS/Car Ride的整车平顺性建模与仿真

利用机械系统动力学分析软件ADAMS/Car Ride模块建立整车虚拟样机模型,应用虚拟四柱试验台对整车模型进行随机输入和脉冲输入下的平顺性仿真试验.仿真结果表明:ADAMS/Car Ride可简洁有效地进行整车平顺性仿真试验,实现了在设计阶段对汽车进行平顺性预测与分析的目标,从而为车辆的前期开发提供设计依据.     

产品虚拟设计试验台及应用

面向产品开发提出低成本虚拟设计试验台.试验台功能:支持设计构思、几何建模、计算辅助、测试性能、虚拟演示以及实物模型演示.试验台主要包括6个模块:设计构思、二维绘图、实体建模、计算仿真、虚拟演示和实物模型.试验台支持两种设计模式:基于行为推演;基于结构构思.绘图、仿真和演示系统基于商业软件实现,设计构思系统自主研发,是试验台的核心.给出2个设计和仿真实例.     

汽车悬架刚度对平顺性的影响分析

运用多体动力学软件ADAMS/Car模块建立了包括前后悬架系统、轮胎系统、转向系统的整车模型,设计了虚拟仿真试验台用于随机路面的输入测试。运用该试验台对所建立的整车模型进行平顺性仿真,得到相应数据之后,保持路面情况、轮胎激励、车辆载重、悬架阻尼不变,只改变悬架刚度,仿真车辆在不同悬架刚度下的平顺性,得到悬架刚度对平顺性的影响。仿真结果表明,对于特定车辆要选用合适的悬架刚度才能给车辆平顺性提供保障。     

单摩擦元件纯电动两档变速器换档最优控制*

针对单摩擦元件纯电动两档变速器的动力换档过程,提出基于极小值原理的双控制变量换档协调优化控制策略。在转矩相阶段,对整车进行稳定加速度控制;在惯性相阶段,构造目标泛函兼顾末时刻点的冲击度和过程中的滑摩功,以电动机、摩擦元件转矩变化率为控制变量,并根据过程中的容许冲击度对控制变量施加约束,针对该带约束条件的波尔扎问题,利用极小值原理最优控制算法求解电动机、摩擦元件的最优状态变化轨迹。在Matlab/Simulink软件平台上搭建换档控制仿真模型,验证自由边界条件下的双控制变量优化控制策略的可行性。并将该换档策略应用于所搭建的试验台架上,换档试验结果表明其能有效地提高换档品质,延长摩擦元件的使用寿命。     

基于RAMSIS的除雪车驾驶室人机工程分析

除雪车驾驶室的设计对驾驶安全和舒适性有重要影响。以RAMSIS软件为工具,对某除雪车的驾驶室进行人机工程分析,以5百分位、50百分位和95百分位男性人体模型数据为依据,创建面向除雪车的虚拟驾驶员模型,分析除雪车驾驶室的触及性、驾驶视野和舒适性。通过模拟坐姿、踩下油门踏板、挂上1挡的驾驶姿势,对比分析了3类驾驶员的舒适性。通过分析数据,发现现有除雪车驾驶室设计中的人机缺陷,提出了相应的改进设计建议,并给出改进设计方案,为除雪车驾驶室设计提供参考。     

变速箱换挡机构试验方法研究及试验台设计

目前,叉车换挡机构的可靠性试验大多采用专用的试验台进行。这些试验台利用设置好的程序来控制步进电机,实现各挡位的换挡动作。虽然这种试验方式可以对换挡动作进行精确平稳的控制,但是忽略了换挡手柄在实际工作过程中受到的冲击。需要找到一种更接近实际工况的试验方法对换挡机构进行试验,才能较为准确地得到结构的真实可靠性信息。     

双离合变速器预选档策略下齿轮敲击动力学分析

双离合自动变速器（Dual clutch transmission,DCT）在预选档状态下具有换档无动力中断和换档平顺等优点,然而在预选档策略下双离合自动变速器的齿轮敲击问题更加突出。以某型湿式双离合变速器为研究对象,分别建立变速器1档无预选以及预选2档下的齿轮敲击动力学模型。模型中各空套齿轮拖曳力矩包括齿轮搅油阻力矩、轴承阻力矩以及同步器阻力矩,此外,模型还考虑了变速器非功率流中未结合状态下离合器所产生的拖曳力矩。齿轮接触模型在考虑齿面弹性接触的基础上,计入了由润滑效应引起的齿隙间非线性油膜力。运用龙格库塔算法对模型求解,获得各齿轮副的动态响应。通过变速器敲击台架试验验证了动力学模型的可行性,计算结果与试验结果具有较好的一致性。对变速器齿轮动力学响应的研究结果表明：在一定角加速度激励下,变速器中空套齿轮存在明显的双面敲击现象;预选档位并不会对无预选状态下已发生敲击的齿轮副产生影响,但是预选档后,变速器非功率流分支发生改变,变速器内空套齿轮数量增多,整体上使变速器敲击问题更加突出。     

电控机械自动变速系统超速挡换挡规律研究

以长安SC7130轿车为设计对象,建立了电控机械自动变速汽车的最佳动力性换挡规律。在此基础上,针对超速挡时动力性换挡规律出现的换挡错误,从而导致汽车最高车速无法实现,以及部分油门开度下出现换挡循环的问题进行了研究,建立了修正后含超速挡的最佳动力性换挡控制规律。该换挡规律已在仿真和台架实验中进行了验证,并应用于SC7130实验样车的开发研究中。     

Digital evaluation of sitting posture comfort in human-vehicle system under industry 4.0 framework

Most of the previous studies on the vibration ride comfort of the human-vehicle system were focused only on one or two aspects of the investigation. A hybrid approach which integrates all kinds of investigation methods in real environment and virtual environment is described. The real experimental environment includes the WBV(whole body vibration) test, questionnaires for human subjective sensation and motion capture. The virtual experimental environment includes the theoretical calculation on simplified 5-DOF human body vibration model, the vibration simulation and analysis within ADAMS/VibrationTM module, and the digital human biomechanics and occupational health analysis in Jack software. While the real experimental environment provides realistic and accurate test results, it also serves as core and validation for the virtual experimental environment. The virtual experimental environment takes full advantages of current available vibration simulation and digital human modelling software, and makes it possible to evaluate the sitting posture comfort in a human-vehicle system with various human anthropometric parameters. How this digital evaluation system for car seat comfort design is fitted in the Industry 4.0 framework is also proposed.     

Étude du bruit dit de graillonnement dans les boı̂tes de vitesses automobiles

In a car, acoustic comfort has become a sales point. Due to the fact that the main noises have been reduced, the secondary sounds which could not be heard before suddenly became annoying. Such is the case of rattle noise, caused by repeated impacts between unloaded gears in the gear box, as they are driven by the engine acyclism. This publication presents a new method of study of the rattle noise. Our test bench is original, given that the gear box is not operated but is submitted to small angular oscillations. This allows us to control the angular acceleration applied on the primary shaft. We first distinguished and reviewed various kinds of rattling depending on the acyclism level produced. Then, we simulated real engine excitation by applying an acceleration made up of a sum of harmonics rather than a simple sine. Our aim being to measure the influence of the spectral composition and the waveform of the gear box input torque on the rattle threshold.     

基于虚拟样机技术的行星齿轮传动系统分析

利用实体建模软件UG建立了减速器行星齿轮传动系统的虚拟样机,并利用UG与动力学仿真分析软件ADAMS,将虚拟样机导入到ADAMS中建立仿真模型。齿轮啮合中轮齿间除了滚动接触外还存在相应的滑动接触,使轮齿间具有较大的摩擦了,针对传统赫兹理论形成的齿面接触力计算没有考虑齿间摩擦,将摩擦系数引入计算,得到了齿轮之间的接触力曲线变化。应用UG NX的"高级仿真"模块,建立行星轮有限元模型,通过解算器NX NASTRAN对有限元模型进行分析求解,得到行星轮在接触力作用下应变和应力分布情况,再根据设计要求对零件参数进行优化,使行星轮的结构既满足设计要求,又达到体积小和成本低。     

基于标准齿轮接触试验台的非标齿轮样件设计方法

以标准齿轮接触试验台的基本参数为非标齿轮样件设计依据,考虑到齿轮啮合、加工及胶合等因素,建立以电机耗能最低、实验齿轮疲劳寿命最短,且陪试齿轮疲劳寿命最长,为目标函数的优化模型。运用改进后的非支配排序遗传算法,引入了精英策略和快速非支配排序法来提高计算结果的精度和运算效率,在标准试验台上,探讨和挖掘非标因素对齿轮承载能力影响的齿轮样件设计方法。本文中以两种不同中心距的试验台为实例,验证用标准试验机来研究非标齿轮设计方法的正确性。结果表明:用标准齿轮接触试验台来研究非标准齿轮接触疲劳寿命的方法具有有效性。     

Coordinated shift control of nonsynchronizer transmission for electric vehicles based on dynamic tooth alignment

Multispeed transmissions can enhance the dynamics and economic performance of electric vehicles (EVs), but the coordinated control of the drive motor and gear shift mechanism during gear shifting is still a difficult challenge because gear shifting may cause discomfort to the occupants. To improve the swiftness of gear shifting, this paper proposes a coordinated shift control method based on the dynamic tooth alignment (DTA) algorithm for nonsynchronizer automated mechanical transmissions (NSAMTs) of EVs. After the speed difference between the sleeve (SL) and target dog gear is reduced to a certain value by speed synchronization, angle synchronization is adopted to synchronize the SL quickly to the target tooth slot’s angular position predicted by the DTA. A two-speed planetary NSAMT is taken as an example to carry out comparative simulations and bench experiments. Results show that gear shifting duration and maximum jerk are reduced under the shift control with the proposed method, which proves the effectiveness of the proposed coordinated shift control method with DTA.     

基于发动机动态试验台的驾驶员纵向操纵特性对汽车动力系统性能影响的研究

在发动机动态试验台上实现了对车辆、道路载荷、驾驶员操纵特性及整车行驶工况的动态模拟,并在国内首次利用发动机动态试验台对驾驶员纵向操纵特性对动力系统性能的影响进行了研究。具体包括动力性和经济性两类换挡规律对汽车加速性能和基于EUDC工况的百公里油耗的影响,以及换挡动作快和换挡动作慢两类驾驶员对汽车起步和换挡过程品质影响的研究。通过发动机动态试验台的试验,得出了驾驶员的纵向操纵特性对汽车动力性、燃油经济性和换挡品质的影响的规律,提高了我国对发动机动态试验台的应用水平。     

分阶式双渐开线齿轮加工新方法

对近年来提出的新型齿轮——分阶式双渐开线齿轮,建立了其齿廓形成的新型几何模型,进而提出了一种经济、简便的加工方法——正交双向联动变位法,并进行了计算机仿真加工试验;结果表明,提出的新方法是正确、可行的。其最大的特点就是利用常规齿轮滚刀实现其加工,从而大大降低了制造成本,缩短了制造周期。