汽车高速行驶时方向盘摆振控制方法研究

通过分析方向盘摆振的产生机理,提出了一种试验与仿真相结合的高效解决方法。通过试验对方向盘摆振现象进行诊断,找出方向盘摆振主要的激励源与传递路径;通过控制轮胎动平衡参数,降低轮胎激励;建立包括转向节-方向盘的完整转向系统有限元模型,并在转向节处加载实测加速度频谱对摆振进行仿真,将板件厚度与衬套刚度设置为离散优化变量,方向盘12点钟Y向加速度为目标函数,应用序列二次规划法优化转向系统的结构与隔振性能。通过工程实例证明:该方法能够快速、有效的解决方向盘摆振问题。     

起重机带载行驶状态下吊重摆振冲击系数研究

基于第二类拉格朗日方法建立了伸缩臂履带起重机直线行驶时吊重摆振的非线性动力学模型,分析了不同加速度及吊重绳长对吊重摆角的影响,求解出不同加速度下钢丝绳的拉力,给出了由吊重摆振引起的水平惯性力冲击系数及垂直惯性力冲击系数。分析结果为起重机设计时由吊重摆振引起的载荷计算提供参考。     

飞机前轮摆振影响因素分析

为了更好地分析飞机前轮摆振的影响因素,量化初始干扰因素值对临界摆振速度下飞机前轮摆振振幅的影响。基于线性假设,建立了飞机前轮摆振的动力学模型。在起落架结构参数固定的情况下,用特征值分析法求解出飞机摆振的临界滑跑速度。应用MATLAB/Simulink建立仿真框图,绘出飞机前轮摆角在临界滑跑速度下的时域曲线。在临界滑跑速度下,分析了各影响因素初始值对于飞机前进方向上稳定摆振振幅的影响,并提出初值影响因子的概念,计算得到各初始干扰因素的初值影响因子。最后,分析了在临界滑跑速度下,初始干扰因素的大小对飞机前轮稳定摆振频率的影响,并得出初始干扰因素的大小对飞机前轮摆振频率并无影响的结论。     

考虑摆振的摩托车前悬架系统优化分析

针对摩托车行驶时前悬架系统摆振问题,提出一种基于灵敏度分析的多目标优化方案。建立人-车系统仿真模型,以转向系质心位置侧倾角速度和横摆角速度为优化目标,对摩托车前悬架系统主要设计参数进行灵敏度分析,提取设计变量完成参数的优化匹配,并利用优化前、后的根轨迹图进行稳定性分析和比较。结果表明,优化后摩托车转向系质心位置在摆振区间内的侧倾角速度均值和横摆角速度均值分别减小了77.9%和36.3%,摩托车前悬架系统行驶稳定性得到明显提升。     

汽车摆振系统Hopf分岔及参数灵敏度分析

为了分析汽车摆振系统的失稳机制,以某样车的右前轮为例,基于1/4车辆动力学模型,通过第二类拉格朗日方程建立了三自由度单轮摆振系统动力学模型。在系统状态方程的基础上,应用Hurwitz准则求解得到了摆振系统的临界失稳车速,进而获得了摆振系统在临界失稳车速处的特征值。结果表明,临界车速工况下的系统平衡点是非双曲平衡点,因此,以车速为分岔参数,通过中心流形理论得到了系统在临界车速处的二维中心流形。在此基础上深入分析了摆振系统的Hopf分岔特性,并得到了摆振系统的近似周期解。最后,通过四水平五参数正交实验设计,获得了转向系和悬架系的结构参数对系统临界失稳车速的灵敏度。研究发现,系统临界失稳车速对主销后倾角最为敏感,其次是转向系和悬架系的阻尼。因此,在工程实践中,应该优先考虑通过调整主销后倾角来抑制汽车摆振。     

水轮发电机振摆偏大原因分析及防范措施研究

水轮发电机组的振动和摆度是新机组的安装、运行及机组维护重要的动态评价指标,对于整个机组的安全性和稳定性有着直接的影响。对此,在实践中必须要对水轮发电机振摆偏大原因进行分析探究。文章对导致水轮发电机振摆偏大的原因进行了梳理,并对轴承缺陷、机组轴线不正、转子质量不平衡、动静摩擦以及支撑系统刚度不足所导致的水轮发电机振摆偏大问题进行了分析,探究了具体的解决方法,为水轮发电机振摆偏大问题提供了有效的防范措施。     

某商用车高速行驶方向盘振动问题优化

针对某中型商用车高速行驶工况下方向盘出现的剧烈振动现象，从仿真分析和试验分析两方面着手，分别对激励源和传递路径进行了研究。首先，采用阶次、模态和工作变形分析方法，确定高速行驶方向盘振动问题主要为传动轴动不平衡量在高转速下的激励频率与转向系统1阶垂向弯曲固有模态耦合所导致；其次，从系统和激励方面分别提出并实施了改进优化方案，使方向盘高速行驶振动问题得到有效的控制。对此问题的优化整改研究结果可为车辆转向系统的设计研发和关键零部件的质量控制提供参考思路，有效缩短整车的开发周期。     

车辆动力学中的摆振问题研究现状综述

针对汽车工程中存在的两类摆振问题,车轮摆振和车身摆振,分别描述它们的行为和产生机理,综述国内外对此两类摆振问题的研究的发展历程以及主要的研究成果。摆振现象本质上是较为复杂的非线性动力学行为,针对此问题的研究在理论和实践上都存在很多困难。无论是车轮摆振还是车身摆振,首先它们都是非线性系统自激振荡的表现,其次它们的产生都归因于轮胎接地力对系统做正功,向系统输入的能量恰好能够维持系统摆振行为的产生。同时,包含弹性轮胎的车轮子系统、转向子系统和悬架子系统是影响两种摆振行为的三大关键因素。鉴于摆振问题仍然是汽车动力学领域的研究难点之一以及新型汽车的快速发展,本文也指出了摆振研究目前仍存在的一些问题,并对此类问题的进一步工作进行展望。     

起落架摆振稳定区的研究

考虑到起落架支柱轴向载荷以及轮胎对摆振特性的影响,给出了摆振的数学模型。依此为基础,讨论了临界摆振状态下影响摆振重要参数之间的关系,划分出稳定区与不稳定区并做了比较。结果表明:支柱轴向作用力Fz、扭转弹性常数K、扭转阻尼常数c、稳定距e与滑行速度V对摆振稳定区的影响很大,在给定的参数下,滑行速度V大约在72~127 m/s的范围内摆振总是不稳定的。     

拖车系统车身摆振的非线性动力学分析

考虑轮胎和悬架减振器的非线性特性,建立包含侧向、横摆、侧倾运动的5自由度拖车系统动力学模型。应用非线性动力学的相关理论,对拖车系统的多平衡点特性以及在各平衡点附近的时域响应进行分析。在此基础上结合不足转向梯度和系统阻尼比特性对系统失稳机制进行研究,并分析了拖车系统参数与路面附着系数对系统动态临界车速的影响。研究发现,由于轮胎和悬架减振器非线性特性的耦合,拖车系统存在多个平衡点。拖车系统的初始状态和各个平衡点共同决定了其失稳机制。结合拖车系统不足转向梯度的定义,当牵引车为过度转向时,牵引车的后轴侧滑导致的车辆折叠失稳是系统车身失稳的一种形式。此时通过对牵引车的横摆角速度进行控制,可以有效地避免系统出现折叠失稳。此外,增大拖车轴距、拖车前轴距离牵引点的距离可以有效地提高系统的动态临界车速,从而提高拖车系统的动态稳定性。     

直升机桨叶摆振量的全场景视觉测量及分析

直升机旋翼桨叶在高速旋转时，进行全场景桨叶摆振测量和分析，对直升机桨叶载荷设计和旋翼结构设计具有重要意义。本文设计了桨叶摆振量立体视觉测量系统，并进行摆振模式拟合分析。首先，对课题组已有立体视觉测量系统进行改进，并在风洞试验中完成不同总距及周期变距下的旋转桨叶标记点三维坐标测量；其次，解算桨毂坐标系下的桨叶摆振量；最后，采用一阶多项式对桨叶在特定时刻下的摆振模式进行拟合分析，采用复合正弦函数对桨叶旋转过程中的摆振规律进行拟合分析。风洞测量实验结果表明，在4.6 m×4.6 m场景中测量的摆振量均方根误差小于1 mm;桨叶摆振模式和规律模型拟合度好，其均方根误差小于1 mm,为直升机桨叶设计提供了数据支撑。     

卡车行驶抖动问题分析及优化

某型卡车重载行驶到67km/h时整车上下抖动明显,市场抱怨严重.文中通过对驾驶室平顺性进行测试,根据振动频率特征,利用FTA故障树分析方法,结合主观评价,寻找到引起行驶抖动的根本原因车轮.通过优化车轮系统性能,最终解决了该问题.     

对VUP系列叶片泵压力振摆的试验研究

通过对270台VUP系列叶片泵的试验研究,该文总结出了泵内零件尺寸对压力振摆的影响.并在现有工艺水平的条件下,对装配工序辅以人工研磨的方式来控制零部件的尺寸,最终使产品性能达到行业标准.企业采纳该文所得出的一些规律或经验之后,可以不用引进精密机床就能成功控制产品的各项性能.     

起重机摆振控制系统原理及数学建模的研究

提出了一种新型主动式摆振控制系统,介绍了摆振控制系统的组成,分析了坐标系变换下向量关系,阐述了该系统的工作原理,并根据其原理建立了数学模型,为实现系统的计算机控制提供了依据。     

基于轮胎侧偏频率响应的汽车摆振分析

基于小幅纯转向运动时的轮胎侧偏频率响应函数,分析了轮胎的侧偏频率响应及其与汽车前轮摆振的关系。根据车轮摆动时路面对汽车转向系统的能量传输的大小和方向,提出了减小汽车摆振倾向的途径。     

摆振引起叶片损坏的故障分析

通过对风力发电机组叶片的运行工况进行分析和模拟计算,验证了叶片损坏的主要原因是在风力发电机组失速工况下,摆振方向的振动出现发散,叶片承受的动态载荷过大造成损坏。     

离心机臂的摆振及其对振动台振动的影响

在振动离心复合环境下由于振动台激振力及弹簧弹性力的作用导致离心机臂摆振。本文分析了离心机臂的摆振特性及其对振动台振动的影响 ,并进行了相应的建模和仿真。研究和仿真结果表明 :在振动离心复合环境下离心机臂偏离平衡位置主要由共振引起 ,在低频段影响很大 ;共振点随试件、夹具及电枢质量的降低向高频方向移动 ;随离心机转动角速度的增加向高频方向移动     

运动副间隙对汽车摆振系统非线性动力学行为影响分析

在前期研究中发现运动副间隙对机构的动力学响应影响显著,因此做出转向系统中的间隙也会对转向摆振系统的响应产生重要影响的推断。为此,将转向梯形机构简化为一个连杆机构,并就机构中运动副间隙对转向系统摆振的影响进行了分析。借助拉格朗日方程建立考虑转向机构运动副间隙的6自由度转向系统摆振动力学模型,基于该摆振模型,应用四阶龙格－库塔法对间隙参数发生变化时摆振系统的响应进行仿真分析。通过仿真分析结果发现：转向机构运动副间隙是诱发转向轮摆振系统混沌运动的重要因素,在摆振系统建模过程中应予以充分考虑;随着运动副间隙增大,转向摆振系统会由周期运动状态经过拟周期运动状态逐渐进入混沌状态,造成摆振运动加剧。相关结论可为转向系统摆振的有效控制奠定理论基础。     

考虑机体局部刚度影响的前起落架摆振分析

针对飞机机体局部刚度偏弱导致的摆振问题,建立了一套分析模型。该模型可以分析机体局部弯曲刚度和扭转刚度对起落架摆振临界阻尼、动响应的影响。模型计算结果显示,机体局部弯曲、扭转刚度对起落架摆振临界阻尼影响很大,临界阻尼系数增大一倍以上。将某型飞机起落架参数代入分析模型计算机轮摆角动响应,不考虑机体局部刚度时振动收敛,而考虑机体局部刚度时振动就发散,这与试验结果相吻合,计算和试验结果表明飞机局部刚度偏弱可能导致起落架发生摆振。     

高速双驱动耦联轴系横振模态分析及实验

高速双驱动轴系目前的应用领域主要集中在航空发动机传动系统。在实际工况下,两个通过圆柱滚子轴承耦联的转轴要实现同向及反向的高速旋转,模态分析能够准确的预测耦联轴系的固有频率及临界转速,对避免发生共振具有重要意义。基于三维建模软件UG对轴承约束的耦联轴系进行实体建模,结合有限元仿真软件ANSYS Workbench对角接触轴承外圈施加一个轴向力,模拟角接触轴承在受预紧力状态下钢球和内外圈滚道的接触情况,分别对单轴系和耦联轴系进行预应力模态分析,得到单轴系和耦联轴系前四阶横振固有频率及模态振型,并通过锤击实验进行了验证。在耦联轴系有限元分析的基础上,通过改变三组支撑轴承及一组耦联轴承的参数来探究其对耦联轴系固有频率的影响,通过研究发现通过改变四组轴承的一些参数,能够实现对耦联轴系不同阶次的固有频率的微调。