飞机牵引车主动悬架的最优控制

针对飞机牵引车主动油气悬架的控制问题,提出了一种以悬架和车身之间作用的合力为研究对象的设计方案,解决了因油气弹簧刚度和阻尼的非线性给控制系统带来的问题.以提高飞机牵引车的乘坐舒适性和操纵稳定性为控制目标,采用最优控制理论,根据车身加速度、悬架动行程和轮胎变形量三个指标的容限,给出权重系数矩阵,进而求得反馈控制矩阵.仿真...     

半主动油气弹簧热平衡及其影响因素分析

按照车辆半主动悬挂的工作原理给出了带有控制阀的系统结构简图。针对减振装置工作时的能量转换特性及其对密封件可靠性的影响,分析了半主动油气弹簧的生热机理,同时开展了热平衡研究。通过合理的假设并运用传热学和工程热力学相关知识分别以油液和氮气为研究对象推导了综合热量传递表达式。根据热力学第一定律构建了半主动油气弹簧的热力学模型。给出了系统结构参数并编程分析了相关因素对油液温升的影响规律,为油气弹簧的设计提供了参考。     

变形路面上越野汽车悬架优化的仿真分析

为了提高越野汽车的平顺性，研究了不同类型越野路面变形程度与悬架振动参数之间的关系.应用载荷沉陷理论建立了地面非线性离散模型.综合动态轮胎力、悬架动挠度、越野地面沉陷等因素建立了简化越野车辆模型的动力学方程.通过改变土壤类型和越野路况，对松软路面上悬架参数与车身垂向加速度的关系进行仿真.以平顺性为目标，分析了松软路面不同变形程度对优化的悬架阻尼值的影响.仿真结果表明，增大系统刚度比可以显著减小车身垂向加速度，但刚度比不宜超过临界值；在变形较大的路面上行驶时，应采用较大的悬架阻尼以改善平顺性.     

油气消扭悬架的试验与仿真

在ADAMS中建立了油气消扭悬架系统的机械及液压模型,进行了消扭工况仿真并将其与试验数据进行了对比分析,验证了所建油气消扭悬架系统模型的正确性。利用建立的整车模型对油气消扭悬架汽车的性能作出了预测,结果表明,消扭悬架不会破坏汽车的操纵稳定性,且在减小车身的扭矩、轮荷偏载及保证车轮与地面的良好附着方面效果明显。     

囊式空气弹簧力学特性分析与研究

空气弹簧是空气悬架的关键部件,空气弹簧的力学性能对空气悬架的影响很大。空气悬架具有变刚度非线性阻尼特性,可改善汽车的操纵稳定性和行驶平顺性,其特征曲线可设计成符合车辆振动规律的理想特性曲线。本文根据气体状态方程,推导囊式双变角型空气弹簧刚度与形状系数、内压、容积的关系表达式,建立空气弹簧的数学模型,仿真分析空气弹簧刚度与几何形状系数、弹簧内压、弹簧容积的变化关系。为空气弹簧的设计提供参考和依据.     

钢板弹簧动态力建模

为在汽车动态仿真中建立精确的板簧悬架模型,进行了钢板弹簧的变形-动态力试验,分析加载频率及幅值对动态力的影响。将钢板弹簧动态力分解为静态弹力及动态干摩擦力,由此建立基于力控阻尼器干摩擦的一般钢板弹簧动态力模型。通过处理动态加载钢板弹簧动态力试验数据,对比分析本文模型与HSRI模型的表达精度。研究一般模型中动态参数与变形历程的关系,提出汽车动态仿真用钢板弹簧动态力模型并辨识了模型参数。研究表明:本文模型可精确描述钢板弹簧动态力特性,独立表达的钢板弹簧干摩擦模型也可方便地用于整车多体建模。     

车桥耦合在稳定型悬索桥上的性能

稳定型悬索桥是在普通悬索桥桥的基础上增加了反张索结构,以增加桥整体的稳定性。运用有限元软件分别在稳定型悬索桥和普通悬索桥中,进行移动力、移动荷载质量作用下和1/4弹簧质量车辆模型作用下3种车桥耦合的有限元分析,得出相应的位移响应图和加速度响应图。得出稳定型悬索桥在刚度和稳定性方面更加优于普通悬索桥,为稳定性悬索桥的分析研究提供一定的参考价值。     

压簧的可靠性优化设计

压簧广泛地用于石油机械中,起到缓冲和减振的作用。在工作中主要承受交变载荷,失效形式是疲劳断裂。经过分析,找出其危险点,以危险点的工作应力作为参数建立了力学模型。根据应力强度干涉理论建立了疲劳可靠性模型。利用力学模型和疲劳可靠性模型对压簧进行了可靠性优化设计,以压簧体积最小作为目标函数,以压簧的尺寸和疲劳强度的可靠度作为约束条件,建立可靠性数学模型,采用MATLAB语言编程进行计算,优化后的压簧体积和尺寸都相应地减少了。最后,利用ANSYS软件计算出优化后压簧的可靠度,比优化前提高了5%。     

Designing and characteristics analysis of electric suspensions with symmetrically arranged two slider-rods

An innovative design of electric suspensions was developed in this study to help realize slow active suspension easily and quickly. This design was driven by screw through double slider-rod arranged symmetrically as a substitute for two springs. Based on a mathematical modeling, suspension parameters were introduced for a certain type of wheeled vehicles. The functions and its mechanism in regulating terrain clearance and adjusting attitudes were subsequently explained respectively, together with its semi-active control mechanism and characteristics In conclusion, our data in the study show that the new mechanical design of suspensions not only could realize adjusting terrain clearance and static vehicle pose, but also had an ideal stiffness that could realize a semi-active suspension function through adjusting suspension''s stiffness. Therefore it can bequite suitable for off-road wheeled vehicles and military wheeled vehicles.     

Experimental study on wheeled vehicle hydro-pneumatic suspension fault detection

A four-channel MTS road simulation system, which is used to regenerate the acceleration signal at the axle head is presented. A new fault detection method is proposed, which is based on the remote parameter control (RPC) technology for vehicle hydro-pneumatic suspension system. The transfer function between the drive signals and the axle head acceleration should be identified before the RPC iterative calculation on a computer. By contrasting with the desired frequency response functions (FRF), excited through the sample spectrum of road, the iterative convergence speed of the drive function and weighted error are used to detect faults existing in the vehicle''s suspension. Experimental results show that during the process of regeneration of the acceleration signal at the axle head, the characteristics of failure of the hydro-pneumatic spring are changed randomly resulting in a dramatic increase in calculation of the RPC iterative, which enables relatively large iterative convergence errors. This method can quickly detect and locate a suspension fault and is a simple bench test way in suspension fault detection.     

车辆半主动悬架负刚度控制策略研究

通过分析车辆悬架弹簧静挠度和动挠度的功能特性,得到了悬架弹簧的理想刚度特性.这一理想工作特性可以通过在普通弹性元件的平衡点并联具有负刚度特性的元件实现,由此提出了车辆悬架的负刚度控制策略.通过数值仿真,对比分析了悬架负刚度半主动控制策略、天棚阻尼半主动控制策略、理想天棚阻尼控制策略的控制效果.对磁流变液减振器负刚度特性的分析表明,其可以作为具有负刚度特性的半主动作动器使用.讨论了在基于磁流变液减振器的半主动悬架中负刚度控制策略的技术实现方法,通过仿真和实验对负刚度控制策略和天棚阻尼控制策略进行了对比分析,结果表明,负刚度半主动控制能更好的抑制振动对车身加速度和轮胎动位移的影响.     

可调刚度弹性机器人关节研究与设计

为了实现腿式奔跑、跳跃机器人在高速运动中的变速无源运动和提高机器人运动能效性,提出了一种可调刚度弹性被动机器人旋转式关节设计方案.关节采用平面非接触涡卷弹簧作为弹性元件,由小功率伺服电机驱动支撑杆调节平面非接触涡卷弹簧的有效工作长度,最终实现改变关节的旋转刚度.对平面非接触涡卷弹簧进行了有限元弹性大变形仿真分析,并制造出实验样机.试验表明:所设计的可调刚度弹性被动机器人关节性能良好.     

基于油气悬挂系统的1/4车数学模型与仿真研究

建立了汽车油气悬挂系统非线性数学模型和1／4车数学模型，应用Matlab软件编制了计算机仿真程序，利用仿真程序得到了悬挂系统受力，悬挂质量、非悬挂质量和座椅的振动加速度，车轮动载、悬挂动行程等参数，为对汽车机平顺性、行驶安全性进行评价奠定了基础。     

匹配机械弹性车轮的汽车稳定性分析

为深入研究匹配机械弹性车轮(MEW)的某越野车的横摆与侧翻稳定性,利用刷子理论模型,建立MEW纵滑与侧偏理论模型;利用平板式轮胎力学特性试验台分别对MEW和普通子午线充气轮胎进行了对比试验,验证了理论模型的正确性.以横摆角速度和预测载荷转移率(PLTR)分别作为横摆稳定性和侧翻稳定性的评价指标,并建立匹配MEW的整车非线性Carsim仿真模型,基于相平面分析方法研究MEW侧偏力学特性对汽车横摆与侧翻稳定性的具体影响规律.结果表明:MEW与子午线充气轮胎侧偏特性曲线的变化趋势基本一致,侧向力峰值基本相同,但MEW的侧偏刚度较大,匹配MEW的整车侧翻稳定性较好,横摆稳定性较差;增大MEW的侧向力峰值的同时适当减小侧偏刚度值,可以提高匹配MEW汽车的横摆与侧翻稳定性.研究结果可为车轮侧偏性能的改进及车轮结构优化提供相应的理论依据.     

空气悬架弹性元件特性的理论研究

空气弹簧具有非线性弹性特性,且刚度可变。因装有空气悬架的车辆能较好的改善其行驶平顺性和操纵稳定性,空气悬架的应用日趋广泛。在分析空气弹簧特性和气体流体原理的基础上,理论推导出空气弹簧刚度与充、放气时间的变化关系,加以实例计算,拟合其函数曲线,为空气弹簧台架试验和整车试验提供了依据。     

基于负刚度理论的悬架系统设计及整车平顺性仿真分析

应用负刚度理论,建立新的汽车悬架系统,来降低悬架系统的固有频率,在系统动力学分析软件ADAMS／Car中建立整车虚拟样机模型。在研究整车平顺性时,对有无负刚度悬架系统整车模型进行了随机路面输入下的平顺性仿真试验,通过对比仿真结果可以知,仿真结果与MATLAB仿真结果一致,即负刚度悬架系统可以减小系统的固有频率,降低系统的振动传递,能够较好的改善汽车平顺性。     

用虚拟样机方法分析悬架衬套弹性对整车转向特性的影响

对汽车悬架衬套弹性变形影响整车转向特性的机理给出了直观的数学解释。为改善某轻型客车存在不足转向量过大的问题,采用虚拟样机方法并结合实车试验验证,实现了传统方法难以做到的衬套弹性影响悬架和整车多体动力学特性的模拟计算与分析。提出并分析了用调整前、后悬架不同处衬套刚度特性来改善原车的不同方案。结果表明,加大前悬架上、下A臂前侧橡胶衬套刚度对减小原车的不足转向量有利,但悬架刚度增大较多,影响平顺性;适度减小后悬架托臂衬套刚度,对悬架刚度影响不大,可不同程度地减小原车的不足转向量,改善其转向特性。     

基于平顺性的汽车悬架主要参数设计方法

针对汽车悬架设计中弹簧刚度和阻尼系数的选取估算精度低、不能同时获得平顺性评价的问题,提出了一种克服上述问题的悬架主要参数设计方法。通过频域分析给出悬架主要参数与性能参数关系图,运用该图在已知悬挂质量、非悬挂质量和轮胎刚度等参数的情况下设计悬架刚度、阻尼和动行程。可在设计的初始阶段对悬架刚度和阻尼进行有效匹配,并对采用相应参数汽车的平顺性和轮胎抓地性能进行较准确的预测。该方法可提升悬架设计的效率和质量,可根据用户需求进行针对性设计和系列化设计。     

Torsional stiffness modeling and optimization of the rubber torsion bushing for a light tracked vehicle

Taking the rubber torsion bushing of a certain type of all-terrain tracked vehicle as the research object, a theoretical model of torsional stiffness was proposed according to the non-linear characteristics of rubber components and structural feature of the suspension. Simulations were carried out under different working conditions to obtain root mean square of vertical weighted acceleration as the evaluation index for ride performance of the all-terrain tracked vehicle, with a dynamics model of the whole vehicle based on the theoretical model of the torsional stiffness and standard road roughness as excitation input. Response surface method was used to establish the parametric optimization model of the torsional stiffness. The evaluation index showed that ride performance of the vehicle with optimized torsional stiffness model of suspension was improved compared with previous model from experiment. The torsional stiffness model of rubber bushing provided a theoretical basis for the design of the rubber torsion bushing in light tracked vehicles.     

圆锥螺旋弹簧在机车车辆上应用的研究

随着机车车辆运行速度的提高 ,提高机车车辆的横向振动性能 ,是一个重要的课题。建议将圆锥螺旋弹簧 ,用作二系悬挂 ,可提高机车车辆的横向振动性能。