钟板对液压悬置特性的影响

为揭示钟板数量对液压悬置特性影响,首先,根据液压悬置结构搭建解耦膜、节流盘以及新节流盘液压悬置数学模型,同时分析钟板数量对液压悬置动态特性影响;其次,在高低频状态分析钟板数量对惯性通道、解耦膜通道流量以及上腔压力响应的影响;最后,分析节流盘和新节流盘液压悬置在钟板处的流量和压力响应。计算表明:低频时3种液压悬置的动态特性几乎相同,随着钟板数量增加悬置动态刚度和滞后角略有减小;在节流盘液压悬置的基础上增加钟板不影响解耦膜通道流量和上腔压力响应,但影响悬置的刚度和滞后角。     

Decoupling analysis for a powertrain mounting system with a combination of hydraulic mounts

The existing torque roll axis(TRA) decoupling theories for a powertrain mounting system assume that the stiffness and viscous damping properties are constant. However, real-life mounts exhibit considerable spectrally varying stiffness and damping characteristics, and the influence of the spectrally-varying properties of the hydraulic mounts on the powertrain system cannot be ignored. To overcome the deficiency, an analytical quasi-linear model of the hydraulic mount and the coupled properties of the powertrain and hydraulic mounts system are formulated. The influence of the hydraulic mounts on the TRA decoupling of a powertrain system is analytically examined in terms of eigensolutions, frequency, and impulse responses, and then a new analytical axiom is proposed based on the TRA decoupling indices. With the experimental setup of a fixed decoupler hydraulic mount in the context of non-resonant dynamic stiffness testing procedure, the quasi-linear model of the hydraulic mount is verified by comparing the predictions with the measurement. And the quasi-linear formulation of the coupled system is also verified by comparing the frequency responses with the numerical results obtained by the direct inversion method. Finally, the mounting system with a combination of hydraulic mounts is redesigned in terms of the stiffness, damping and mount locations by satisfying the new axiom. The frequency and time domain results of the redesigned system demonstrate that the torque roll axis of the redesigned powertrain mounting system is indeed decoupled in the presence of hydraulic mounts (given oscillating torque or impulsive torque excitation). The proposed research provides an important basis and method for the research on a powertrain system with spectrally-varying mount properties, especially for the TRA decoupling.     

空气弹簧液压悬置动特性及隔振特性研究

研究了具有可变刚度阻尼的发动机空气弹簧液压悬置的动特性和隔振特性。针对影响发动机空气弹簧液压悬置动特性的关键参数上液室等效体积刚度,采用理论和试验方法研究了上液室等效体积刚度的等效值,基于该等效值建立了空气弹簧液压悬置的理论模型,对空气腔开闭两种工况进行了空气弹簧液压悬置动特性的仿真和试验研究。搭建了发动机空气弹簧液压悬置系统试验台架,研究了台架各种激励频率下的空气弹簧液压悬置的隔振特性。结果表明:本研究采用的上液室等效体积刚度进行空气弹簧进行建模是正确、可行的,提高了空气弹簧建模效率和准确性;空气弹簧液压悬置在空气腔开启和关闭两种状态下,峰值动刚度增大幅值达78.5%,峰值阻尼角增大幅值达250%。台架试验表明:当台架激励频率小于25Hz时,悬置采用大刚度大阻尼;当台架激励频率大于等于25 Hz时,悬置采用小刚度小阻尼;悬置隔振率提升明显,不同频率下提升幅值达10%～67%。     

基于弹性体车身的驾驶室液压悬置动特性匹配

针对液压悬置特殊的非线性弹性特征及其动特性匹配的复杂性，建立了驾驶室的弹性体模型。在试验验证模型的正确性后导入多体动力学软件中，建立了以弹性体驾驶室为基础的液压悬置系统模型。通过驾驶室悬置系统的振动响应试验验证了系统模型的正确性，确定了系统的响应峰值，并在这些峰值频率下对悬置的动刚度和相位角曲线进行优化匹配。根据优化结果，调整液压悬置的结构参数，并试制了悬置样件，进行了整车试验验证。     

半主动控制液压悬置动特性研究

建立半主动控制液压悬置的力学模型，推导出动刚度、动阻尼和传递率的数学模型，研究惯性通道内阻尼力的表达式，并依次改变悬置的这些主要结构参数，对悬置动特性进行仿真，观察各参数改变对悬置动特性的影响，以便得到较好的隔振效果。     

发动机半主动控制液力悬置动特性仿真研究

发动机悬置是隔离发动机振动向驾驶室和基础传递的隔振元件,其设计的优劣直接影响汽车的乘坐舒适性.笔者基于流体力学理论,研究发动机液力悬置惯性通道内阻尼力,对液力悬置建立力学模型和数学模型,进行动特性仿真,从流体力学的角度分析液力悬置的结构参数和液力参数对其动态特性的影响.进行液力悬置的台架试验,确定较可行的惯性通道半主动控制式液力悬置的控制律,从而在较宽的频带内,达到良好的隔振效果.     

发动机半主动液力悬置动特性研究与开发

发动机悬置是隔离发动机振动向驾驶室和基础传递的隔振元件,其设计的优劣直接影响汽车的乘坐舒适性.基于流体力学理论,研究发动机液力悬置惯性通道内阻尼力,对液力悬置建立了力学模型和数学模型,进行了动特性仿真,从流体力学的角度分析了液力悬置的结构参数对其动态特性的影响.进行了液力悬置的台架试验,确定了惯性通道半主动控制式液力悬置的控制律.由此设计开发了通道可调的惯性通道式液力悬置,从而在较宽频带内有效的达到了减振的目的.     

液压缸非线性刚度约束系统的混沌预测及控制

针对液压缸非线性刚度约束系统的混沌问题,建立了一种液压缸非线性刚度约束系统的动力学控制模型,通过Melnikov方法得到了液压缸非线性刚度约束系统发生Smale马蹄变换意义下混沌的临界条件。通过仿真分析发现,当线性控制参数发生变化时,系统发生混沌的临界条件也会发生变化,同时当线性控制参数增大时,系统的稳定性会得到提高。     

三代液阻悬置非线性动特性的试验研究及其参数识别方法

目前液阻悬置是性能最佳的被动式隔振器,它是汽车动力总成隔振悬置设计开发的首选方案。以第三代液阻悬置为基础,通过对惯性通道的改造以及不同液力机构的组合,系统地研究了惯性通道、解耦膜、节流盘等液力机构以及惯性通道长度及其入口局部损失对液阻悬置动特性的影响规律,揭示了不同液力机构的工作原理以及三代液阻悬置动特性之间的继承和发展关系,为液阻悬置的设计选型提供了直观的依据,并证明了理论分析的正确性。基于动特性试验结果与理论分析结果高度一致的事实,针对液阻悬置动特性的变化特点,提出了识别上液室体积刚度以及橡胶主簧等效泵液活塞面积的新方法,该方法可以有效克服测试误差的影响,原理简单、结果可靠;可以在常规的动特性试验机上进行试验,无需设计复杂的液压试验台。     

基于深度强化学习的混合动力汽车智能跟车控制与能量管理策略研究

以研究智能混合动力汽车控制技术与深度强化学习算法为目标,首先,在两辆混合动力汽车的跟驰环境中,针对领航车提出一种基于深度值网络算法的能量管理策略,实现深度强化学习对发动机与机械式无级变速器的多目标协同控制;其次,针对跟随车建立基于深度强化学习的分层控制模型,实现面向智能混合动力汽车的上层跟车控制与下层能量管理;最后,仿真验证分层控制模型的有效性。结果表明,基于深度强化学习的跟车控制策略具有理想的跟踪性能;同时,基于深度强化学习的能量管理策略在领航车与跟随车中均实现了较好的燃油经济性;此外,基于深度强化学习的能量管理策略输出每组控制动作的平均时间为1.66 ms,保证了实时应用的潜力。     

车辆发动机悬架系统现状与进展

理想的发动机悬架系统应隔离发动机工作转速范围内由发动机干扰力所引起的发动机振动，并阻止由冲击而激起的发动机弹跳，这意味着发动机悬架的动态刚度和阻尼是与频率和振幅有关的，改善依赖于频率和振幅特性的动态刚度与阻尼是发动机悬架系统发展的关键所在。传统的弹性悬架不能满足所有的要求，它仅能在静偏转和隔振之间进行折衷，特别在低频域，被动的液压悬架能比弹性悬架提供更好的特性，通常半主动技术，由于其可调性而被用来进一步改善液压悬架的特性，为了隔振、低频时主动发动机悬架系统非常硬，而在高频域内被调整的非常软，主动的发动机悬架已被认为是发动机悬架的新一代，发动机悬架系统的优化是相当可取的，但发动机悬架的优化工作出现一些局限性，文中综述国内，外发动机悬架技术的现状与进展。     

发动机半主动控制液力悬置动态特性分析研究

建立了液力悬置的力学模型和数学模型,进行了动态特性仿真,分析了液力悬置主要参数对其动态特性的影响。为液力悬置的设计改进提供了不可或缺的基础。     

燃料电池轿车动力总成分段线性的悬置系统非线性振动特性

针对燃料电池轿车电动动力非线性总成悬置系统及其振动特性,建立一种基于平均法的动力总成悬置系统非线性振动分析方法。建立2自由度分段非线性动力学模型,基于平均法推导得到系统的幅频特性函数,通过仿真计算讨论悬置系统共振特性的非线性特征,同时分析动力总成质量、悬置非线性弹簧刚度特性、阻尼系数以及激振幅值对幅频特性的影响。分析结果表明,平均法可以用于非线性动力总成悬置系统的振动分析,悬置系统参数与激励幅值对于系统特性的灵敏度分析结果可以应用于悬置系统的匹配设计。     

A system for automatically testing properties

A test system was developed at Caterpillar to automatically measure the static stiffness as well as complex stiffness and phase angle of rubber mounts used for support, and for noise and vibration isolation in our vehicles. The system consists of a load frame with a hydraulic cylinder that applies load to the mount and an instrumentation and control system interconnected with a personal computer. The computer acquires load and displacement measurements from the mount through an analog-to-digital converter connected to computer controllable signal conditioners. The computer acts on these signals and controls a programmable function generator, which supplies a command signal to a hydraulic servo controller that controls load or displacement of the mount. The test system software allows the operator to configure the test through form fill-in menus and special function keys. Following setup, the system automatically runs the tests and prints or plots results to the CRT and optionally to the system printer. Additionally, the system allows the operator to specify characteristics of the sensors being used and guides the operator through calibration of the signal conditioners.     

螺旋槽气体轴承动态特性及失稳分析

针对高速动静压气体轴承气膜的复杂非线性动力学行为,以球面螺旋槽动静压气体轴承为研究对象,建立润滑分析数学模型;采用有限差分法与导数积分法进行求解,得到动态扰动压力分布及动态特性系数,并研究切向供气条件下螺旋槽参数、径向偏心率、供气压力、转速对气膜刚度阻尼系数的影响规律;建立线性稳定性计算模型,预测气膜涡动失稳转速,分析运行参数对失稳转速的影响。结果表明:气膜阻尼是一种抑制涡动的因素,气膜的稳定性取决于气膜刚度与阻尼的协同作用;气膜刚度阻尼随着槽宽比、槽深比、螺旋角的增大,整体上呈先增大后减小的趋势;刚度随转速的升高而增大,阻尼则随转速的升高而减小;径向偏心率和供气压力越大,气膜刚度和阻尼越大;在一定范围内,提高供气压力、增大径向偏心率能够提高系统失稳转速;合理地选取轴承结构参数和运行参数,能够优化轴承动态特性,保证气体轴承较高的运行稳定性。     

空间光谱仪指向机构的力学分析

为了准确分析空间CO2光谱仪指向机构的力学特性,本文根据轴承结构参数,建立了轴承有限元接触分析模型。计算了不同载荷下轴心的位移量,用多项式对计算结果进行拟合得到轴承非线性刚度曲线。在指向机构有限元力学模型中,利用相应刚度的弹簧单元替代轴承结构,经过有限元频率响应分析后获得指向机构的动态特性。仿真实验显示:在重力工况下指向镜的面形在光轴和子午方向分别为19.23nm和19.27nm,满足优于λ/30(均方根值RMS,λ=632.8nm)的设计要求,3个方向基频均大于100Hz。振动试验显示,3个方向基频均优于100 Hz,振动试验后反射镜镜面面形精度为λ/35。分析结果与仿真结果相符,表明利用非线性接触分析方法可以较为准确地求解轴承刚度,同时空间光谱仪指向机构静/动力学性能满足设计要求。     

发动机液压悬置动态特性研究分析

分析了发动机液压悬置的基本结构和特性。通过实验测试了某车动力总成液压悬置的动刚度和阻尼特性。建立了液压悬置的集总参数的力学和数学模型,并利用ADAMS软件建立了液-固耦合的分析模型。对液压悬置的动态特性进行了仿真分析,并将仿真结果与实测结果进行对比分析。对比分析结果表明,仿真结果与试验结果比较吻合,验证了模型的实用性和可信性。     

液阻悬置非线性动特性及其参数识别方法

对通道长度不同的惯性通道式液阻悬置的动特性进行试验研究,首次从试验上揭示出惯性通道式液阻悬置在不同幅值位移激励下的频变动特性所具有的不动点特性.基于工程流体力学的相关理论,建立集总参数与液力机构结构几何相关联的液阻悬置非线性集总参数模型,得到动特性的解析解.首次从理论上揭示出惯性通道式液阻悬置在不同幅值位移激励下其储能动刚度存在的不动点.理论与试验揭示的不动点现象高度一致,从而证明非线性集总参数模型的有效性及其分析结论的正确性.鉴于理论分析与试验结果高度一致的事实,结合储能动刚度的不动点以及高频储能动刚度趋于定值的特性,发展了基于非线性集总参数模型的参数识别的新的理论和方法,其原理简单、结果可靠且经济省时.     

参数摄动对四足机器人液压驱动单元位置控制特性影响

高性能四足仿生机器人的设计要求驱动其关节运动的液压驱动单元具有良好的动态特性,但由于液压驱动单元工作参数摄动和其固有的复杂非线性,使得多数情况下液压驱动单元的控制性能受到制约.采用机理建模方法,针对四足机器人采用的一种对称阀控制对称缸的液压驱动单元结构,综合考虑控制器饱和特性、伺服阀压力-流量非线性、伺服缸活塞初始位置变化、库伦摩擦非线性等因素的影响,建立了液压驱动单元非线性数学模型,给出了其液压固有频率和阻尼比表达式;运用Matlab/Simulink软件系统搭建了其非线性仿真模型,在相同工况下,分析了不同控制器比例增益的液压驱动单元位移阶跃响应的仿真及试验结果,以验证仿真模型;并搭建了液压驱动单元性能测试试验台,通过仿真与试验分析,进一步研究了控制器比例增益、系统供油压力、液压驱动单元初始位移、负载力、负载质量、负载刚度对液压驱动单元动态特性的作用机理和影响规律.研究结果表明,建立的非线性数学模型准确、实用,且以上参数的改变均会对液压驱动单元位置控制特性产生不同程度的影响,其影响规律可为四足仿生机器人液压驱动单元控制器参数的在线优化奠定基础.     

考虑轮齿修形的变厚齿轮啮合刚度数值计算

针对有限元法求解变厚齿轮时变啮合刚度的求解效率低、计算结果易不收敛等问题,基于切片法建立了一种考虑齿向修形的变厚齿轮时变啮合刚度求解模型,在综合考虑齿轮基圆与齿根圆之间关系的基础上,对现有的Weber能量法进行改进,并采用该方法计算了变厚齿轮的时变啮合刚度。通过建立变厚齿轮有限元分析模型,对其进行加载接触分析,计算其啮合刚度,并与所提方法进行比较,结果表明,所提方法可以有效提高计算精度,提升计算效率。在此基础上,采用集中参数法分析了变厚齿轮不同啮合参数和修形参数对时变啮合刚度的影响规律,为变厚齿轮的结构优化设计和系统动力学分析奠定了基础。