履带车辆负重轮力学性能研究

履带车辆的行驶路况多较为恶劣。履带直接与地面接触,承受地面接触力,而负重轮则与履带直接接触,间接承载地面接触力。负重轮具有支撑车体并分配车体重量的功能,可以保证车体在履带上滚动,其结构和强度对整车的性能至关重要。基于ANSYS Workbench平台,在三种典型工况下,对三种轮盘结构形式的负重轮的应力分布情况进行计算;推导了一种较为方便的基于直角坐标系的余弦加载函数,得到了在相应工况下应力的最大值,计算结果为优化负重轮结构形式以及负重轮的轻量化设计提供依据。     

基于有限元法的某型履带结构强度分析

车辆直线行驶时,履带承受车体重量、履带板之间的拉力;转向时,还承受来自地面的摩擦力矩;负重轮离地时,负重轮对履带板的垂直载荷会发生改变。为分析履带的受力情况,建立了履带有限元模型,对履带进行强度计算,分析履带零部件应力和变形的分布情况,找到了零部件发生最大应力和最大变形的位置。仿真结果表明,六个负重轮离地时,履带端联器孔边缘处出现的应力最大,小于材料的许用应力,满足设计要求,为履带板的结构优化设计提供依据。     

基于等强度理论压气机轮盘结构优化分析

为降低航空发动机轮盘的质量,提高发动机推质比,基于等强度轮盘结构,对发动机轮盘进行参数化结构优化设计.运用理论分析方法与有限元软件ANSYS仿真相结合,计算轮盘径向/周向最大应力.然后以节点最大等效应力满足许用安全系数为约束条件,以体积最小为优化目标函数运用ANSYS一阶优化方法对初始轮盘进行结构优化.优化后的轮盘在保证满足强度设计的前提下,体积可减少27％,相应的也减轻了轮盘质量,提高了发动机的推质比.同时论文的研究方法可为发动机轮盘结构优化设计提供参考.     

基于等强度理论压气机轮盘结构优化分析

为降低航空发动机轮盘的质量,提高发动机推质比,基于等强度轮盘结构,对发动机轮盘进行参数化结构优化设计.运用理论分析方法与有限元软件ANSYS仿真相结合,计算轮盘径向/周向最大应力.然后以节点最大等效应力满足许用安全系数为约束条件,以体积最小为优化目标函数运用ANSYS一阶优化方法对初始轮盘进行结构优化.优化后的轮盘在保证满足强度设计的前提下,体积可减少27％,相应的也减轻了轮盘质量,提高了发动机的推质比.同时论文的研究方法可为发动机轮盘结构优化设计提供参考.     

铝负重轮的设计与工艺研制

以车辆减重为出发点,就新155车负重轮的改进进行了技术分析。应用ANSYS软件,对铝制负重轮橡胶轮缘应力、温升进行有限元分析计算,并与国内外同类产品进行对比,完成最终的优化设计。在此基础上进行了工艺加工和行驶试验,结果表明,我国155车的铝制负重轮的设计和工艺生产过程是成功的。     

基于全局敏感性分析的压气机多级轮盘参数优化

压气机是航空发动机的核心部件之一,为了保证结构运行的可靠性,并提升发动机的推重比,需要对其结构进行减重优化设计。相较于单级轮盘,多级轮盘的优化分析更符合实际,但优化效率更低。以复杂的多级轮盘转子优化为研究目标,通过对结构参数化建模,实现尺寸形状自动控制,并基于全局敏感性分析获得轮盘的关键尺寸以及结构强度受参数影响的情况,为优化模型的简化和调整提供参考。研究轮盘结构破裂裕度,搭建高效、通用的优化流程,在保证结构静强度的前提下,通过遗传算法、可行方向法实现压气机转子减重4.94%的优化效果,对压气机结构设计具有一定的参考意义。     

航空发动机多辐板轮盘结构优化

本文以ISIGHT为优化平台建立了航空发动机多辐板轮盘结构优化的设计方法。以轮盘各辐板径向破裂裕度、周向破裂裕度和低循环疲劳寿命为约束,采用轮盘质量为目标函数,应用试验设计和寻优设计组合方法完成了多辐板轮盘的结构优化设计工作。通过对某压气机多辐板轮盘的算例分析,在满足破裂裕度和低循环疲劳寿命的要求的情况下,实现多辐板轮盘减重的目标,同时使轮盘的应力分布更合理。     

某航空发动机压气机叶片轮盘耦合振动分析

基于循环对称结构固有特性的有限元分析原理,对某型航空发动机压气机叶片轮盘耦合ANSYS软件进行了分析计算,根据计算结果分析了该压气机叶片轮盘耦合结构的振动特性,为其设计优化和振动安全性检验提供了数值依据.     

涡轮盘的结构优化设计

针对涡轮盘应力集中现象,提出了改进结构设计的方法.利用ANSYS的优化功能对轮盘进行优化设计分析,结果表明轮盘优化后的应力集中现象得到了明显改善,且结构更趋合理.     

基于等强度理论的轮盘优化设计方法研究

为了满足航空发动机高的推重比,各个零部件的质量都有很严格的要求。轮盘作为发动机中的转子部件,对其结构设计也相当重要。首先基于等强度盘理论,了解了等强度盘存在的可能性及其设计方法。并通过有限元法掌握了结构设计和优化的理论知识。再利用ANSYS有限元分析软件,建立了轮盘结构优化设计模型,选取了结构优化设计中的变量。然后对某型航空发动机压气机轮盘进行了优化设计,在满足同样的应力约束条件下,优化后轮盘的质量比传统方法优化结果减轻了10.27%。     

驾驶员理想转向盘力矩特性研究

对驾驶员理想转向盘力矩的影响因素进行分析,提出了一种用以描述稳态转向工况的驾驶员理想转向盘力矩模型。针对三款不同型号车辆进行驾驶员转向盘力矩道路试验, 建立了中国西南地区驾驶员理想转向盘力矩模型,研究结果表明: 一定车速下,驾驶员理想转向盘力矩是转向盘转角或者侧向加速度的增函数,但随着转向盘转角或者侧向加速度的增大,驾驶员理想转向盘力矩增大的程度减缓;一定转向盘转角或者侧向加速度下,驾驶员的理想转向盘力矩与速度近似成线性正比关系;如果车辆的体积、车重相近,道路条件相同,驾驶员理想转向盘力矩与车辆的型号无关。     

基于路面识别的汽车纵向主动避撞系统

汽车纵向主动避撞系统应能根据路面状态的突变自动地调整安全距离以提高系统的可靠性。在魔术公式的基础上,给出了基于车轮动力学参数识别路面的方法,建立了车辆动力学模型,分别对汽车行驶在高、低附着系数路面和组合路面上避撞系统的工作进行了模拟试验。试验结果表明,识别的路面状态与实际路面一致性良好,具备路面识别系统的汽车纵向主动避撞系统对路面具有自适应性,其安全性高于没有路面识别系统的避撞系统,从而有效避免了变路面上汽车碰撞的发生。     

基于控制分配的主动前轮独立转向车辆转角分配算法

针对新近提出的主动前轮独立转向(AIFS)系统基于规则的转角分配方法自适应性差、无法实现最优分配的问题,提出了一种基于控制分配的转角分配算法。指出了传统主动前轮转向(AFS)存在的问题,阐述了主动前轮独立转向系统的结构和工作原理;在MATLAB/Simulink中建立了整车四自由度数学模型,设计了AIFS滑模控制器和转角分配模块;通过阶跃转向工况对所提出的转角分配算法进行了仿真验证。结果表明：该分配算法可以使AIFS自适应内外轮载荷转移变化,自动调整内外轮转角大小,较AFS可以更好地跟踪理想横摆角速度和理想运动轨迹,实现了“能力越大的轮胎贡献越大”的控制目标,提高了车辆极限转弯时的侧向稳定性。       

可变形轮腿式机器人行走机构设计与研究

针对当前轮腿式越障机器人的局限性,设计了一种新型的车轮可变结构机器人,该机器人可以在轮腿之间自如切换。介绍了可变结构车轮的工作原理,该机构在平坦地面上运动以轮子模式行走,当遇到障碍物切换为类花瓣模式越过障碍。对车轮在两种模式下的直行与转弯过程进行理论分析,建立了运动学仿真模型,并对模型进行求解。为了验证分析结果,采用Adams软件对车轮的越障过程与复杂路面行走进行了运动仿真。仿真结果表明,设计的车轮结构可行性较高,具有轮式机构的稳定性,同时具有腿式机构较高的越障能力,使机器人可以适应多种复杂的路况环境。     

汽车ABS控制算法的研究

通过对单车轮受力模型的分析，阐述了一种基于路面附着系数的控制机理。并通过对有稳定压力源的汽车防抱死制动系统（ABS）的试验分析，经函数拟合构建了在增、减压调节模式下的制动轮缸等效压力函数，并给出了逻辑框图。在自行研发的单车轮试验台上作了试验仿真，证明了该算法的有效性和合理性。     

基于FlexRay总线线控转向稳定性研究

线控转向装置取消了转向盘和车轮的机械连接,是未来汽车转向的发展趋势.该文采用魔术轮胎的非线性整车动力学模型,研究了车速、路面附着系数以及前轮转向对汽车稳定性的影响;在此基础上,提出了基于横摆角速度和侧向加速度联合控制的控制策略,提高了汽车的稳定性;建立了基于FlexRay通信的线控转向系统,并建立了dSPACE硬件在环...     

Estimation of Road Friction Coefficient in Different Road Conditions Based on Vehicle Braking Dynamics

The accurate estimation of road friction coefficient in the active safety control system has become increasingly prominent. Most previous studies on road friction estimation have only used vehicle longitudinal or lateral dynamics and often ignored the load transfer, which tends to cause inaccurate of the actual road friction coefficient. A novel method considering load transfer of front and rear axles is proposed to estimate road friction coefficient based on braking dynamic model of two-wheeled vehicle. Sliding mode control technique is used to build the ideal braking torque controller, which control target is to control the actual wheel slip ratio of front and rear wheels tracking the ideal wheel slip ratio. In order to eliminate the chattering problem of the sliding mode controller, integral switching surface is used to design the sliding mode surface. A second order linear extended state observer is designed to observe road friction coefficient based on wheel speed and braking torque of front and rear wheels.The proposed road friction coefficient estimation schemes are evaluated by simulation in ADAMS/Car. The results show that the estimated values can well agree with the actual values in different road conditions. The observer can estimate road friction coefficient exactly in real-time andresist external disturbance. The proposed research provides a novel method to estimate road friction coefficient with strong robustness and more accurate.     

汽车操纵稳定性仿真用轮胎模型的研究

介绍了四种常见的车辆操纵稳定性仿真用轮胎模型,即简单非线性轮胎模型、半经验公式轮胎模型、魔术公式轮胎模型和分析轮胎模型。通过对含上述四种轮胎模型的车辆动力学系统进行C级不平路面上转向盘角阶跃输入仿真试验,结果表明车辆系统响应总体趋势一致。以简单非线性轮胎模型为例,对比了车辆在水平路面与正弦路面上的响应,分析了不平路面的频率和幅值及车速对车辆操稳性的影响。     

基于随机变幅动载的驱动桥道路模拟试验研究

开发了转鼓凸块式驱动桥室内道路模拟试验系统，在直径达4m的转鼓表面安装了一定数量的高程凸块，运行时能模拟车辆行驶时来自不平路面的冲击和振动，并形成作用于车桥的随机变幅动载。介绍了试验系统的总体结构，分析了系统道路模拟的工作特性，阐述了试验原理和随机变幅动载荷的形成机理，给出了两组不同车速下试验时实测的变幅动载的时间历程曲线。通过对载荷曲线和试验结果的分析，证明了该试验方法是可行的。     

轿车轮毂轴承耐久性试验载荷谱的研究

为了制定轿车轮毂轴承耐久性试验的载荷谱,在建立轿车动力学模型的基础上,分析了轿车轮毂轴承受载的情况。根据实际轿车的一般行驶状态,制定出了轿车行驶的循环周期,基于我国路况特点,确定出了在每个循环周期内每种行驶状态所占的比例。针对一个周期内不同行驶状态轮胎所受的力不同,从而制定了轮毂轴承的试验载荷谱,分析结果表明,该方法对轮毂轴承加载方式的研究具有指导意义。