并联六坐标测量机测量模型的建模与求解

为研究并联坐标测量机的工作空间、控制算法和测量精度等 ,必须进行机构位置分析。测量模型的建立与求解是机构位置分析的正解问题。为降低位置分析难度 ,设计了基于演化Stewart平台的并联六坐标测量机。分别采用等效机构法和三维搜索法建立了测量模型 ,并通过计算机仿真获得了测量模型的解析解和数值解。仿真结果验证了两种建模方法的正确性。     

并联六坐标测量机测量模型的研究

建立和求解并联坐标测量机的测量模型是并联机构位置分析的正解问题，是其工作空间、控制算法和测量精度等研究的基础，为降低建立和求解测量模型的难度，设计了演化Stewart平台型的并联六坐标测量机，介绍了其特点，建立了推导测量模型的坐标系，按空间并联机构理论，采用等效机构法获得了测量模型的解析解，利用Matlab语言编制程序求解测量模型，得到了不同初始条件下测量模型的数值解，通过位置反解检验仿真结果，证明了测量模型的正确性。     

汽车玻璃的静力学特性和冲击破坏现象

应用试验和数值仿真方法对汽车玻璃的静态特性和破坏机理进行了研究.首先,使用有限元法对汽车玻璃梁受集中载荷下的静力响应进行分析.通过与一般叠层板理论的比较,揭示出汽车玻璃与一般叠层复合材料板完全不同的静力学弯曲特性.然后,设计了汽车玻璃梁冲击破坏试验,使用高速照相机并结合光弹试验装置,记录了冲击点附近的裂口发生和发展过程,并从应力波传播的角度,对试验结果进行了分析.最后,应用离散元法对这一冲击破坏过程进行模拟,通过考察冲击点附近的裂口发生和发展过程并与试验结果相比较,验证离散元法分析汽车玻璃冲击破坏现象的有效性.     

不同路况下车辆悬架系统的动态特性研究

建立了７自由度线性时不变车辆系统动力学的理论模型。对其悬架系统在不同 路况下的动态特性进行了时域仿真研究。讨论了悬架系统在不同路况下的系统参数 匹配性等问题。     

Kinematic Analysis of a Parallel Structure Mechanism for Work in Extreme Environments

A parallel structure mechanism with six degrees of freedom designed to operate in extreme environments is considered. A technique for searching for an analytical solution of the inverse kinematics problem and the numerical solution of the direct kinematics problem for the given mechanism is presented. Examples of these problems solutions are considered. The operating area of the mechanism is defined. The obtained results are tested successfully at a test facility.     

SLIDING MODE CONTROL FOR ACTIVE AUTOMOBILE SUSPENSIONS

ＳＬＩＤＩＮＧＭＯＤＥＣＯＮＴＲＯＬＦＯＲＡＣＴＩＶＥＡＵＴＯＭＯＢＩＬＥＳＵＳＰＥＮＳＩＯＮＳ①ＺｈａｎｇＪｉａｎｗｕＬｉｕＸｉｎｌｉａｎｇＳｈａｎｇｈａｉＪｉａｏｔｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＡｂｓｔｒａｃｔＮｏｎｌｉｎｅａｒｃｏｎｔｒｏｌｍｅｔｈ...     

带有路面不平度主动悬架控制力的分析与计算

建立了双重阻尼的汽车主动悬架的简化模型,给出了一种动载荷及路面不平条件下汽车主动悬架控制力的解析解及其动载荷的数值解的计算方法.最后通过面向对象的编程给出数值解的计算实例.     

基于有限元法的汽车构件疲劳寿命分析

对汽车构件结构疲劳分析和寿命预测方法即静态疲劳分析方法和总寿命S-N预测方法进行了介绍。针对某种型号轿车的悬架,应用多体动力学软件ADAMS构建了悬架的虚拟样机,进行了动力学仿真分析。并应用MSC系列有限元分析和疲劳软件对下控制臂进行分析,计算了其应力特性和疲劳寿命。     

基于单开链有序求解的机构正向运动学建模原理及其两种求解方法

提出了一种基于单开链有序求解的机构正向运动学建模原理。将机构分解为一系列具有不同约束度值的单开链单元,再根据约束度总和为零的原则,将一系列单开链单元划分为若干个自由度为零、耦合度为κ_i的基本运动链（BKC_i）,逐一按BKC_i建立含最少虚拟变量数目的机构位置方程;给出了具体的数值法和封闭法两种方法。由于数值法较简单,故用κ维搜索法直接求解机构位置方程;封闭法求解时先用Mathematica进行符号处理,从含变量数为κ的机构位置方程中导出一个一元高次的非线性位置正解封闭方程,再求解该一元高次方程。分别给出4个实例予以详细说明与验证。所提原理及求解方法思路清晰,可使机构正向位置方程中的变量和计算量大大减少,适用于求解任意复杂平面机构、空间并联机构的位置正解。     

Statistical Linearization on 2 DOFs Hydropneumatic Suspension with Asymmetric Non-linear Stiffness

Most references on hydropneumatic suspension analysis regard it as harden Duffing spring and take the white noise as the system input, which is quite different from real physical model. It will introdu...     

新型馈能型悬架及其工作原理

为回收汽车悬架间被减振器消耗的振动能量,提出一种集减振与回收振动能量功能于一体的新型馈能型悬架,并研究该新型馈能型悬架的工作原理。首先对馈能型悬架的关键部件——馈能装置的力学特性进行理论分析与试验测定。通过解析馈能装置作用在簧载质量上的馈能阻尼力得知：馈能装置的力学特性由其结构确定的粘性阻尼参数和类似库伦阻尼参数体现。进而建立馈能型悬架的动力学模型,并在汽车以72 km/h的速度行驶于C级路面的随机输入条件下对其进行数值仿真。仿真结果显示：馈能型悬架吸收发动机的平均功率略小于被动悬架,但有高达84%的吸收功率被馈能装置回收;馈能型悬架的使用性能也明显优于被动悬架,说明使用馈能型悬架来改善汽车的行驶平顺性和燃油经济性在理论上是可行的。     

一种六自由度3-UrPS并联机构的正解研究

提出了一种新型的三支链六自由度并联机构3-U^rPS。以3-U^rPS上平台三个顶点之间的长度为约束条件，中间变量即移动副的位移为未知量而建立约束方程，研究了该并联机构正解的封闭解形式，得到一元八次方程。利用十自由度球面机构本身的几何特征，得出了反解的封闭解形式，然后利用反解对正解进行了数值验证，其中一个实数解与反解求得的结果相对应，证明该正反解分析过程是正确的。     

汽车悬架间隙三自由度自动化检测台设计

汽车悬架间隙必须保持在一定的范围之内,才能保证汽车正常行驶。现有的悬架间隙检测装置运动单一,检测不全面,不能实现自动化检测。因此,应用SolidWorks软件设计了汽车悬架间隙三自由度自动化检测台。利用三个液压缸的伸缩带动上台板的运动,可实现沿x、y轴移动以及绕z轴转动,使间隙暴露更加全面,测量结果更加准确。介绍了检测台的整体结构以及工作原理与工作过程。该检测台能够快速准确的完成对汽车悬架间隙的检测,对保证车辆的安全性具有重要意义。     

Optimization of secondary suspension of piecewise linear vibration isolation systems

A comprehensive optimal design solution is presented for piecewise-linear vibration isolation systems. First, primary suspension optimum parameters are established, followed by an investigation of jump-avoidance conditions for the secondary suspension. Within the no-jump zones, an optimal design solution is then obtained for the secondary system and overall results are discussed.Averaging method is employed to obtain an implicit function for frequency response of a bilinear system under steady-state conditions. This function is examined for jump-avoidance and a condition is derived which when met ensures that the undesirable phenomenon of ‘jump’ does not occur and the system response is functional and unique. Optimal stiffness and damping parameters for the primary suspension are extracted from a recently established work for passive linear vibration systems. For each point of the primary suspension optimal curve, jump-free zones are identified. Iterating this process, a boundary surface between no-jump (unique response) and jump (multiple-response) areas is established. Keeping optimal parameters for the primary suspension system fixed, the secondary suspension stiffness and damping parameters are varied inside the no-jump zones to explore optimum solutions for the secondary.The root mean square (RMS) of the absolute acceleration is minimized against the RMS of the relative displacement (η). It is observed that there is a certain band of parameters defined by primary damping, within which a valid frequency response can be obtained. An optimum numerical solution is sought within this band of parameters. Optimal solution curves are achieved for the secondary suspension. These can be used in conjunction with the optimal curve for the primary suspension to select design parameter values for the best possible vibration isolation performance in a given application.     

汽车碰撞的数值模拟技术

介绍了汽车碰撞的数值模拟方法及其在汽车结构设计及被动安全、路障和公路护栏设计、交通事故再现、生物力学、医学等方面的研究现状，分析了汽车碰撞数值模拟的发展方向。     

A study on numerical solution method for efficient dynamic analysis of constrained multibody systems

A new and efficient computational method for constrained multibody systems is proposed. In the proposed method, local parametrization method is employed to apply the same solution method for position, velocity, and acceleration analyses since the coefficient matrices for each analysis have an identical matrix pattern. The skyline solution method is used to overcome numerical inefficiency when solving large scaled equations. Also, subsystem mpartitioning method is derived systematically to perform parallel processing for real time simulation. To show the numerical accuracy and efficiency of the proposed method, three numerical problems are solved.     

汽车悬架扭杆弹簧遗传算法优化设计的研究

遗传算法是一种新型的优化方法 ,对于复杂的优化设计问题 ,具有鲁棒性好的特点。本文通过对遗传算法的研究 ,构造了汽车悬架扭杆弹簧基于遗传算法优化设计数学模型。通过编码的方法 ,对汽车悬架扭杆弹簧进行了优化设计。     

汽车车架焊接及质量控制

大部分皮卡为非承载式车身,非承载式车身的车架被用作汽车各总成(包括发动机、传动系统、悬架、转向、驾驶室、货箱和有关操纵机构)的安装基体。为了保证车架的焊接质量,提出车架的焊接方法、工艺参数、焊接变形及质量控制方法。其中车架多采用CO2保护焊,然而焊接变形在很大程度上影响车架精度,因此,车架质量控制是一个极为重要的目标。     

基于拓扑结构分析的求解6-SPS并联机构位置正解的研究

建立机构拓扑结构复杂性和位置正解求解难易性的关系,提出按机构耦合度k大小来分类求解并联机构位置正解全部实数解的数值法,可使正解问题求解容易,具体内容包括：对39种不同构型的6-SPS并联机构,按6种基本机型、33种衍生机型的拓扑结构及其耦合度值分为k=0、1、2、3四类,分析得到了动平台边数、支链类型影响耦合度k值大小的规律。对不同k值的并联机构的位置正解求解指明明确的求解方向,即：对k=0的机构可容易地直接求解其解析正解;对k>0的机构,通过虚设k个SPS型支链,使之转化为k=0的虚拟并联机构,并基于杆长条件建立k个仅含一个变量的杆长相容性方程,再采用k维搜索法求出实数解。以六自由度球面Stewart机构为例,给出了求解耦合度k=1的任意6-DOF SPS并联机构位置正解全部实数解一维搜索法的具体步骤。这种基于拓扑结构分析的6-SPS并联机构位置正解求解的数值法,求解原理简单,计算量小,且具有一般意义。     

一种并联机构天线座的运动学研究

以3UPS-U型并联机构天线座为研究对象,计算此机构的自由度,建立并联天线座静平台和动平台的坐标系,确定位姿变换矩阵,进而推导出位姿逆解。针对位姿正解的难题,利用方向余弦矩阵约束条件和推杆长度约束方程构造出方程组,求解出姿态角的封闭解。根据此并联天线座的几何特殊性,推导出雅可比矩阵和速度逆解、正解表达式。以理论建模为基础,结合具体参数,进行了数值仿真,求解出位姿逆解和速度逆解。该研究工作为更深一步的理论研究打下基础,为进一步的工程应用提供了理论依据。