汽车转向轮摆振的稳定性及分岔行为分析

研究了减小和消除汽车转向轮摆振的方法.以三自由度前桥转向轮模型为研究对象,利用常微分方程稳定性理论和数值分析得出系统除零平衡点外其他平衡点都不会发生Hopf分岔,而且发现改变某些参数可以完全消除摆振,改变某些参数对系统摆振没有明显影响,改变某些参数还可以引起二次摆振.针对零平衡点,利用中心流形理论和规范形理论对系统进行化简并对约化方程进行分析,得到其分岔特性.进一步地,运用奇异性理论发现该系统的分岔特性在小扰动下具有很好的保持性.     

前轮摆振对车辆稳定性的影响及后轮反馈控制

建立包括转向系统的整车四自由度模型,分析摆振发生时转向系统刚度、阻尼对前轮摆振角、车辆横摆角速度、侧向加速度和侧倾角加速度的影响。为减小摆振对车辆稳定性的影响,应用最优控制对后轮进行反馈控制。结果表明:当摆振发生后,车辆侧向加速度和侧倾角加速度会产生较大波动,横摆角速度和侧倾角影响不大;转向系统阻尼对摆振的影响较大。采用对后轮的反馈控制可有效改善摆振发生时的车辆横向稳定性。     

轮间距与双轮共转对飞机起落架摆振的影响分析

建立了双轮共转起落架的摆振非线性动力学模型,并采用分岔计算方法对模型进行了稳定性求解,形成了一套适用于摆振分析的分岔计算方法。在此基础上,对轮间距和双轮共转对摆振稳定性的影响进行了分析。轮间距的增加能有效减小侧向摆振的发生区域,对扭转摆振区域则相反,且可能引起摆振区域拓扑结构的改变。双轮共转仅在轮间距较大的情况下,对侧向摆振起到抑制作用。     

转向传动机构间隙对车辆摆振系统动力学行为的影响分析

对考虑转向传动机构间隙的车辆摆振系统动力学行为进行了分析。基于非线性系统动力学相关理论,应用二状态模型描述横拉杆和转向梯形臂之间的间隙副接触状态,建立了考虑转向传动机构间隙的四自由度摆振系统动力学模型。对上述模型进行数值分析,借助相平面、Poincaré映射及分岔特性等分析了间隙对于车辆摆振系统动力学行为的影响,为更好地实现车辆摆振控制提供了理论支持。     

基于增量谐波平衡法的含索铰可折展桁架非线性动力学特性

为了揭示含索铰可折展桁架的非线性动力学行为,建立了考虑铰链间隙、刚度和阻尼及索非线性特性的可折展桁架纯弯曲动力学模型。对非线性动力学方程进行一次泰勒展开和参量的多次谐波描述,实现了非线性动力学方程到代数方程的转化,通过迭代进行非线性动力学系统的响应计算。并利用龙格库塔方法对非线性系统进行数值分析,与增量谐波平衡(IHB)法进行对比,验证了IHB法计算的正确性。以激振频率为变化参数,对悬臂支撑的含索铰桁架结构进行解的稳定性分析,得到铰链间隙、铰链刚度、激振力和索对结构响应稳定性的影响。基于IHB法可快速准确的进行多自由度可折展结构动力学求解,为研究大型折展桁架的动力学行为奠定了基础。     

风力机叶片挥舞/摆振的动力失速非线性气弹稳定性研究

研究动力失速风力机叶片的非线性气弹系统的稳定性。叶片结构采用具有挥舞/摆振耦合的典型截面模型,动力失速非线性气动载荷的计算采用基于半经验的ONERA非定常、非线性气动模型。为了减少由于线性化气弹稳定性分析模型带来的误差,直接采用时间域数值积分法,对叶片挥舞/摆振耦合非线性气弹方程组进行数值积分,研究叶片动力失速诱发颤振的稳定性,分析了缩减速度、预尖锥角的影响,并且针对目前文献很少报道的结构阻尼参数的影响问题进行了研究。     

动不平衡激励下光滑非线性车辆摆振系统建模分析

考虑前轮动不平衡为外激励,建立了车轮外激励作用下的三自由度车辆摆振系统动力学模型。应用数值分析方法,通过分岔特性等分析,讨论了考虑动不平衡激励的车辆摆振系统动力学响应,并对车辆摆振响应中的频率成分及其特征进行了系统的分析讨论。结果表明：动不平衡激励下的摆振形态和自激振动下的摆振形态有较大差别,随着动不平衡激励的增加,摆振会由系统自身结构引起的自激振动成分占主导逐步转变为由外激励引起的强迫振动占主导,摆振系统在摆振车速区间内由拟周期运动逐步变为单周期运动。相关理论可为转向系摆振的有效控制提供理论依据。     

结构参数对无轴承旋翼悬停气弹稳定性的影响

为了准确分析结构参数在悬停状态下对无轴承旋翼气动弹性稳定性的影响,建立一种基于有限状态入流的直升机气弹稳定性分析的新模型。采用Green-Lagrange应变张量推导无轴承旋翼桨叶的非线性应变-位移关系,把桨叶作为多路传力系统进行处理并根据Hamilton原理建立桨叶运动的有限元方程,非定常气动力采用有限状态状态入流模型,旋翼的气弹稳定性根据桨叶摄动方程的特征值进行判断,研究结构参数对无轴承旋翼在悬停状态下气弹稳定性的影响。结果表明：（1）无轴承旋翼气弹稳定性分析采用模型比以往的动力入流模型或均匀入流模型与实验结果吻合更好;（2）桨毂预锥角、桨叶的摆振刚度及挥舞刚度对无轴承旋翼气弹稳定性的影响很大。     

交叉型乘用车方向盘摆振分析

某配置麦弗逊前独立悬架和齿轮齿条转向器的交叉型乘用车在试制阶段出现方向盘摆振现象,且每台车出现问题时的车速和摆振程度不一。分析轮胎残余动不平衡量、转向悬架系统传递路径结构和特性、麦弗逊前悬架后摆臂后衬套动态性能、转向器安装衬套结构形式和刚度、齿侧间隙大小等因素对方向盘摆振的影响。结果表明,轮胎残余动不平衡量引起的周期变化的激振力和力偶矩是方向盘摆振源头,悬架转向系统的几何参数是影响摆振的重要因素,车辆摆振传递路径的振动传函在摆振频率范围内均出现峰值,方向盘旋转模态频率在摆振频率范围内,摆臂后衬套刚度阻尼不足及转向器安装刚度过大加剧方向盘的摆振,齿侧间隙影响齿条振动的阻尼,适当减小齿侧间隙、增大阻尼有利于降低摆振。     

摆杆式操作机钳杆平升降缓冲刚度与阻尼研究

针对摆杆式锻造操作机钳杆吊挂系统的液压缸与蓄能器组合缓冲装置,以平升降运动为例,提出基于动力学理论分析获得缓冲刚度与阻尼的思路,据设备结构形式简化吊挂系统的物理模型,利用拉格朗日法分析平升降运动的动能及势能,建立吊挂系统平升降动力学模型。以50 kN操作机为例,在Matlab中求解动力学方程,获得缓冲装置刚度及阻尼对吊杆摆动角、工件质心位置、钳杆摆角的变化规律,分析刚度及阻尼对平升降运动的影响,提出确定缓冲装置刚度及阻尼的方法,为摆杆式锻造操作机缓冲装置油缸与蓄能器设计提供理论依据。     

基于ODS与试验模态分析的方向盘摆振优化

分析了方向盘振动机理与控制方法.针对某款乘用车的转向系统进行了ODS(Operational Deflection Shape)分析与试验模态分析,找出了在高速行驶中方向盘摆振的激励源、传递路径及转向系统的结构弱点.从激励源、传递路径和接受体三方面来控制摆振.第一是控制轮胎动平衡参数,降低路面对轮胎的激励.第二是优化传动轴万向节,提高传递路径的隔振性能.第三是优化转向系统的结构弱点,提高其固有频率,使之与激励频率解耦.这项研究为分析方向盘高速摆振提供了一套有效方法,并取得了较好的优化效果.     

高速行驶时汽车方向盘摆振的控制

影响汽车方向盘产生摆振的因素很多,本文简要地介绍了一些影响方向盘摆振的因素。针对某款轿车方向盘摆振的现象进行原因查找,通过对其进行了道路再现试验,运用频谱分析、相干性分析和阶次分析等方法,确定引起方向盘产生摆振的问题部件,并对其进行优化。然后进行验证,试验结果表明对问题部件进行优化后,方向盘的摆振得到较大的改善。     

基于Matlab的动力总成悬置系统解耦优化

以某车型怠速运转时方向盘剧烈抖动为背景,测量动力总成和悬置参数,建立了动力总成悬置系统的6自由度数学模型,通过解耦计算,发现各个方向耦合比较严重,需要进行系统优化设计;应用撞击中心理论,对前后悬置位置进行调整,然后以悬置系统的刚度、悬置倾斜角度为约束变量,使用Matlab的多目标优化函数fgoalattain,以6个方向的耦合最小为目标函数进行优化设计,结果表明此方法能够在一定的约束范围内较好的实现各个方向的解耦,具有较高的实用价值。     

考虑间隙运动副耦合作用的车辆摆振动力学行为分析

车辆转向机构中各间隙运动副之间的动力学耦合会对其动力学响应产生重要影响。以考虑转向机构中间隙运动副耦合作用的非独立悬架车辆为例,基于分析力学建立了六自由度车辆摆振分析模型。应用数值方法分析了车辆摆振系统的动力学响应特性,对其中出现的Naimark-Sacker分岔、混沌等现象做了分析,并从能量传递角度对其摆振机理进行了解释,相关分析结论可为更好地实现车辆摆振控制提供理论支持。     

工程车辆全液压转向系统管路特性分析

基于功率键合图理论建立了工程车辆全液压转向系统的数学模型。运用20sim键图软件重点研究了全液压转向系统管路的动态特性以及液压管路参数对转向系统动态特性的影响。研究结果表明：对于小管径及长管路转向系统,管路内液阻、液感较大,有利于抑制系统的高频振荡和冲击以增强转向系统的稳定性,但延长了系统的动态响应时间;对于大管径及短管路转向系统,管路液阻、液感较小,系统动态响应较快,但转向系统振荡剧烈,振荡幅度增大,振荡次数增多,不利于车辆的操作稳定性。提高油液的体积弹性模量利于改善系统的动态响应速度和稳定性。研究结果为全液压转向系统的设计及管网动态特性分析提供理论依据。     

转向盘动力吸振器稳健性设计研究与应用

为解决怠速时转向盘振动大问题,用基于稳健性的设计方法,开发了动力吸振器(dynamic vibration ab-sorber,DVA).采用最小二乘迭代法,识别出动力吸振器安装位置的等效参数,运用基于6sigma多目标稳健性优化方法,进行动力吸振器的参数的优化.在样件制作前用有限元仿真预测其固有频率,用激振台测出其固...     

基于虚拟样机的前轮自激摆振仿真与悬架参数优化

汽车系统参数匹配不合理会诱发自激摆振,对操纵稳定性有很大的危害。其是底盘系统一种非线性特征且对于相关参数非常敏感并难以再现。本文以某型乘用车为样车,建立精细虚拟样机模型再现其自激摆振现象。结合Hopf分岔理论进一步系统地分析了前麦弗逊式悬架下摆臂臂长及橡胶衬套六向刚度参数对样车自激摆振幅值和速度分岔特性的影响。依据多参数分析结果选择影响程度较大的参数进行优化设计,使摆振幅值降低了21.56%,同时减小了摆振速度区间,为合理设计悬架参数,有效抑制自激摆振现象提供理论依据。     

飞机机轮参数摆振稳定性及其若干影响因素

本文在文献[6]的基础上,首次研究了减摆器阻尼,机轮转动惯量、轮胎偏滚刚度、支柱侧倾刚度对飞机机轮参数摆振稳定性的影响。本文所得结论对于新机防摆设计和琨役飞机的防摆维护有一定参考价值。