油气悬架参数对自卸车侧倾稳定性的影响

为研究连通式油气悬架系统参数对铰接式自卸车侧倾稳定性的影响,建立了基于Simpack的整车多体动力学模型、基于AMESim的前悬架系统及转向系统全液压模型和基于Simulink的PID等转矩控制模型。然后,以Simulink为主要联合仿真环境进行了稳态回转试验,分析了连通式油气悬架初始充气压力、蓄能器公称体积和阻尼孔直径对自卸车前车侧倾角和横向载荷转移率的影响规律。仿真结果表明:在相应的研究范围内,初始充气压力和蓄能器公称体积越小则自卸车侧倾稳定性越好,而阻尼孔直径大小对其影响较小。     

铰接式自卸车操纵稳定性影响因素分析

铰接式自卸车前后车体属于非刚性连接,高速行驶时容易出现"蛇形"失稳现象,需要对对铰接式车辆直线行驶稳定性进行分析。根据铰接式自卸车结构特点,根据运动学和动力学分析,搭建其数学模型及整车拓扑结构。在此基础上,基于ADAMS搭建整车多体动力学虚拟样机,生成基于正弦波叠加法的三维随机路面谱;基于AEMSim搭建转向系统和油气悬架系统液压模型;基于Simulink设计频率加权函数滤波器。通过ADAMS/AMESim/Simulink三者联合,对整车操纵稳定性进行分析。对整车进行稳态回转试验和转向盘角阶跃输入试验模拟分析;分析后车体质心位置变化、悬挂缸参数、连通油气悬架对稳定性影响。可知,整车具有明显的不足转向特性;后车体质心位置变化在低速时对横摆角速度和侧向加速度影响不大,但随车速变化影响显著;蓄能器预充气压力、蓄能器体积或两者的匹配对稳定性影响最大;连通式油气悬架结构形式有利于提升整车操纵稳定性。     

铰接式自卸车不同悬架结构整车平顺性分析

车辆的平顺性反映了整车品质的一个重要因素,针对采用油气平衡悬架、摆臂平衡梁的铰接式自卸车平顺性进行对比分析。根据两种形式车辆的结构特点,基于拉格朗日方程分别建立10自由度油气平衡悬架整车平顺性动力学模型和8自由度摆臂平衡梁结构整车平顺性动力学模型。采用正弦波叠加法模拟随机路面,时域内对两种动力学模型求解,通过平顺性评价指标对两种整车模型进行了评价。结果表明:满载工况的平顺性优于空载工况;两种整车模型的平顺性都有待于进一步完善,相比而言油气平衡悬架模型的平顺性优于摆臂平衡梁,但考虑其复杂的悬架结构、密封工艺及成本,选择摆臂平衡梁结构为所设计电传动铰接式自卸车的后悬结构。     

基于平顺性的同侧耦连油气悬架系统参数研究

为研究同侧耦连油气悬架系统参数对车辆行驶平顺性的影响,针对某60 t矿用铰接式自卸车,运用SIMPACK建立整车动力学模型,运用AMESim建立全液压悬架模型,并以Simulink为平台进行了联合仿真试验,分析同侧耦连油气悬架系统的初始充气压力和连通管路直径对自卸车车身质心加速度和车辆总加权加速度均方根值等指标的影响规律。仿真结果表明:在研究范围内该悬架系统的初始充气压力越小、连通管路直径越大,自卸车的行驶平顺性越好。     

基于ADAMS的集中质量铰接式自卸车平顺性仿真研究

根据振动力学和多刚体系统动力学原理,分析了某铰接式自卸车的振动模型,同时进行简化,建立了集中质量的虚拟样机模型,并在虚拟样机软件ADAMS上进行仿真。通过试验对比验证了仿真方法的可行性和仿真模型的可靠性。因此,可用该模型计算随机激励下铰接式自卸车的响应,并进行整车动力学分析和悬架系统参数优化设计。     

基于集中质量的铰接式自卸车平顺性仿真研究

根据振动力学以及多刚体系统动力学原理,分析了某铰接式自卸车的振动模型,同时进行合理的简化,建立了集中质量的虚拟样机模型,并在虚拟样机软件ADAMS上进行仿真。通过与试验的对比,也验证了仿真方法可行,仿真模型可靠。因此可用该模型计算随机激励下铰接式自卸车的响应,并进行整车动力学分析和悬架系统参数优化设计。     

应用TruckSim自卸车操纵稳定性在环仿真平台研究

自卸车良好的操纵稳定性既保证整车正常运行,也保证矿山正常生产运营。根据自卸车整车结构特点和设计参数,基于TruckSim搭建所研究自卸车整车动力学模型,包括电传动系统、悬架系统、转向系统和轮胎等。将悬架系统KC特性作为整车模型唯一可变输入。基于动力学模型进行操纵稳定性开环仿真,包括方向盘角阶跃、角脉冲和稳态回转仿真。基于TruckSim整车模型,结合PXI实时硬件和Labview搭建整车操纵稳定性驾驶员在环仿真平台,对整车进行双移线工况下闭环试验,对整车操纵稳定性进行分析。分析结果表明:总体上能够很好响应驾驶员操纵并沿着目标路径行驶,且转向轻便;但行驶路径与期望路径存在一定差异,驾驶员需要多次调整转向盘转角才能完成双移线;研究内容和研究结论为进一步实车测试提供参考依据。     

基于集中质量的铰接式自卸车平顺性仿真研究

根据振动力学以及多刚体系统动力学原理,分析了某铰接式自卸车的振动模型,同时进行合理的简化,建立了集中质量的虚拟样机模型,并在虚拟样机软件ADAMS上进行仿真.通过与试验的对比,也验证了仿真方法可行,仿真模型可靠.因此可用该模型计算随机激励下铰接式自卸车的响应,并进行整车动力学分析和悬架系统参数优化设计.     

铰接式自卸车悬架系统建模与仿真

在分析某铰接式自卸车橡胶悬架结构拓扑构型的基础上,运用多刚体动力学理论,基于ADAMS平台建立了该车橡胶悬架系统及整车的非线性数字化虚拟样机。在不同的等级路面下,以不同载荷和车速对模型进行了动力学仿真分析。并与实验结果进行对比,评价了该铰接式自卸车多刚体模型的有效性。     

基于模糊控制的半主动油气悬挂系统在铰接式自卸车中的应用

针对某铰接式自卸车转向过程中出现的侧倾现象,设计了具有抗侧倾功能的模糊控制半主动油气悬挂系统,对其原理进行了阐述并建立数学模型对其特性进行了分析。结果表明,非模糊控制下的半主动油气悬挂系统满足其基本的性能要求。在该基础上针对自卸车某一转向工况下的模糊控制抗侧倾性能进行了分析,并运用Simulink中的fuzzy工具箱进行仿真。仿真分析与现场试验对比研究表明,采用模糊控制方式的油气悬挂系统有效地提高了系统的抗侧倾能力,这为工程机械油气悬挂国产化的研发提供了新的思路。     

同侧耦连油气悬架自卸车通过性仿真研究

为研究同侧耦连油气悬架系统对车辆通过性能的影响,针对某60t矿用铰接式自卸车,建立了基于Simpack/Simulink/AMESim的整车动力学协同仿真平台。在不同路面激励下进行联合仿真,分析其蓄能器压力、悬架输出力、车身质心加速度和车辆总加权加速度均方根值等指标,并与独立式油气悬架自卸车对比。仿真结果表明,同侧耦连悬架能够良好地降低冲击和衰减振动,有效地改善了车辆的道路通过性能,并在路况较差时改善效果更明显。所做研究为工厂的方案选型设计提供了理论基础。     

软路面下矿用自卸车侧倾响应分析与优化

矿用自卸车所处路况多为松软路面,地面与轮胎作用存在变形沉陷,这对整车行驶过程中的侧倾响应有很大影响。建立了弹性轮胎-变形地面相互作用模型,并将轮胎跳动自由度与整车结合,建立了十一自由度非线性整车动力学模型。在MATLAB/Simulink环境下搭建地面-轮胎-车辆耦合系统进行仿真分析,对仿真结果与实验数据进行对比,验证了模型的正确性,同时得出,软路面下侧倾角响应较之硬路面增加1.28°,增幅达23.81%,从而验证了软路面下轮胎沉陷变形对矿用自卸车侧倾有不容忽视的影响。采用遗传算法对油气悬架参数进行联合优化,优化后侧倾值下降了16.7%,明显提高了自卸车侧倾稳定性。     

悬架K ＆ C特性参数对整车操纵稳定性的影响分析

基于多体动力学理论建立了某车型动力学仿真模型,改变前悬架K＆C特性参数--车轮外倾角、前束角和侧倾角刚度,仿真分析了稳态回转试验和转向盘角阶跃输入下的不足转向度、横摆角速度响应以及侧倾角响应的变化特性,总结了悬架K＆C特性参数对整车操纵稳定性的影响分析。所做研究对整车操纵稳定性性能的正向开发有一定的指导意义。     

矿用汽车前悬架瞬态和稳态侧倾特性分析

侧倾特性是影响车辆平稳运行和安全行驶的重要因素,采用理论分析、仿真模拟和试验验证相结合的方法研究某款矿用自卸车前悬架的瞬态和稳态侧倾特性。结合油气悬架理论模型和台架试验分析结果,获得单气室油气悬架的非线性刚度和阻尼特性,分析悬挂缸的主要结构参数和工作参数变化对其输出特性所产生的影响;采用图解法确定独立前悬架侧倾中心的位置。建立矿用汽车独立式前悬架的数学模型和侧倾运动动态仿真模型,对前悬架的侧倾运动特性进行分析。通过仿真模型讨论油气悬架系统的阻尼孔面积、单向阀过流面积、初始充气量对质心侧倾性能的影响。采用正交试验的方法研究前悬架的稳态侧倾特性,最后通过灵敏度获得对悬架侧倾特性最敏感的变量。结果表明:油气悬架在抗侧倾能力上明显要优于其他类型的悬架     

基于在环试验自卸车悬架系统操纵稳定性分析

不同形式悬架对整车操纵稳定性具有重要影响,针对前后桥不同形式悬架对操纵稳定性影响进行对比分析。基于悬架系统、轮胎等总成特性,在Truck Sim中搭建14自由度整车动力学模型,进行操纵稳定性开环试验仿真分析,分别进行方向盘角阶跃仿真、方向盘角脉冲仿真和稳态回转仿真试验;基于整车模型、驾驶员操作系统等搭建驾驶员在环仿真试验平台,进行闭环操纵稳定性试验仿真分析,选择双移线工况进行仿真分析;分别配备4种形式前悬架和2种形式后悬架组合的8个车型进行对比分析;利用虑道路跟踪好坏及驾驶员负担是否沉重对各车型进行对比评价分析。结果可知:配备复合连杆式前悬架的车型在操纵稳定性各方面指标都较好,双叉臂式悬架也具有同样的优越性,但是在稳态回转时侧倾角较大;配备单纵臂式悬架和烛式悬架的车型在操纵稳定性方面则表现的较差,不过单纵臂式悬架在自卸车稳态回转试验中表现出对侧倾角的控制作用。     

车辆主动悬架协调控制技术研究

为解决汽车转向工况下悬架系统垂向振动控制和侧倾控制存在的协调问题,提出了基于功能分配的主动悬架协调控制策略,设计了垂向运动控制器、侧倾控制器和协调控制器,通过协调控制器对垂向运动控制器和侧倾控制器进行功能分配。在控制策略的实现过程中,利用Adams建立整车动力学模型,在Simulink中设计控制系统,搭建Adams/Simlink主动悬架整车联合仿真平台,并通过汽车二自由度线性模型验证该平台的可行性。在C级路面上进行了直线行驶和角阶跃输入两种工况的仿真实验,对算法进行验证。结果显示,通过协调控制器进行功能分配的主动悬架控制系统,能很好的协调垂向控制器和侧倾控制器,提高了汽车的综合性能。     

结构参数对铰接式自卸车行驶稳定性影响分析

铰接式自卸车引入了附加的自由度导致其横向稳定性差,转向时车身容易产生外倾现象。基于铰接式自卸车车身结构特征,搭建基于不同坐标系的车辆转向工况动力学方程,在此基础上参考车辆的侧倾自由度搭建整车模型。根据时不变输入的稳定性要求,对车辆应满足的稳定性条件进行分析。通过计算稳定性因数,研究自卸车空载和满载工况下都具有不足转向特性。通过整车结构参数的变化观察稳定性因数的变化,考察了整车结构参数、当量扭转弹簧刚度、轴距和质心位置变化、轮胎侧偏刚度对整车行驶稳定性的影响。分析结果可知:轮胎刚度、轴距和质心位置变化对铰接车行驶稳定性影响较大;同时可知刚性车的行驶稳定性问题是铰接车行驶稳定性问题的特殊情况;为整车设计提供理论依据。     

影响铰接式自卸车操纵稳定性的结构参数分析

铰接式自卸车的工作环境恶劣但载重量较大,对其操纵稳定性具有较高的要求,整车中对此性能的影响因素较多,对影响铰接式自卸车操纵稳定性的结构参数进行分析具有重要意义。稳定性与动态特性是准确描述车辆运行过程中操纵性能的重要特性,根据铰接式自卸车结构特点,为建立准确的整车多自由度操纵动力学模型,用多体系统动力学原理,对整车进行分析并建模。基于多体动力学模型,车辆运行在满载和空载状态时,系统采用角阶跃输入,对各状态参量的瞬态与稳态响应进行分析;分析重要结构参数变化时,对各状态参量的响应情况进行分析,得结构参数对车辆操纵稳定性的不同影响。前轮胎侧偏刚度越小,而后轮的侧偏刚度在一定范围内增大时,整车的操纵稳定性越好,且能够很好的减小车辆转向稳态时的簧载质量侧倾角;车辆悬架刚度对整车状态参量影响较小;轴距越靠前、铰接点越靠前布置越有利于提高操纵稳定性。研究方法和结果为此类车辆设计提供参考。     

基于虚拟样机的赛车操纵稳定性分析

基于虚拟样机技术对FSAE赛车进行操纵稳定性仿真优化是缩短赛车开发周期、提升赛车操纵稳定性的重要方法。基于ADAMS/Car建立FSAE赛车各系统模块,并装配成符合要求的整车虚拟样机,在前后悬架运动仿真分析的基础上,以前悬架硬点坐标为设计变量,以前轮定位参数和侧倾中心高度为优化目标进行多目标优化设计。为了对优化后的虚拟样机进行验证和整车操纵稳定性评价,分别选取75 m直线加速和整车稳态回转试验进行仿真,分析发现,直线加速仿真时间与实车试验数据偏差较小,侧倾角增益为0.65 (°)/g,转向半径比大于1,整车稳态响应特性良好。     

后悬架结构对铰接式自卸车平顺性影响分析

悬架结构对车辆平顺性具有重要影响,对电传动铰接式自卸车独立式摆臂平衡梁式和油气平衡后悬架结构对整车平顺性影响进行对比分析,通过平顺性评价指标对两种模型进行评价。针对油气弹簧非线性特性,运用泰勒展开将油气弹簧非线性弹性力展开成5次多项式形式。根据两种形式悬架结构特点,通过拉格朗日方程分别建立10自由度油气平衡悬架整车平顺性动力学模型和8自由度摆臂平衡梁结构整车平顺性动力学模型。采用正弦波叠加法模拟随机路面,时域内对两种动力学模型进行求解,通过平顺性评价指标对两种整车模型进行评价。分析在ISO C级路面、车速30km/h分别空载和满载两种典型工况进行两种悬架结构整车性能分析。结果可知:两种悬架结构整车满载工况平顺性要优于空载;两种模型平顺性在满足8小时"疲劳—降低工效"时间要求上,需要进一步对其结构进行改善和优化;相比而言油气平衡悬架模型平顺性优于摆臂平衡梁。