汽车驱动轮与从动轮胎面自激振动对比研究

为了诠释"汽车轮胎多边形磨损较少发生在驱动轮的轮胎上"这一现象,本文就驱动轮和从动轮的胎面自激振动展开了对比研究。前期研究已经发现胎面自激振动是轮胎多边形磨损的必要条件。本文对驱动轮-悬架-胎面系统进行了理论建模和自激振动的分岔分析,并对比分析了多边形磨损主要影响参数对驱、从动轮胎面自激振动的影响。研究结果表明驱动轮产生的自激振动的车速范围和能量均较小,合理解释了轮胎多边形磨损的特征,研究结果为轮胎多边形磨损机理的研究提供了理论依据。     

滚动汽车轮胎自激振动仿真及其影响因素分析

以高速行驶汽车产生的轮胎周向多边形磨损现象为背景,通过建立轮胎的有限元模型以及轮胎-路面的LuGre摩擦模型实现了汽车轮胎高速滚动过程有限元模型的建立,应用该模型进行了轮胎侧向自激振动的仿真分析及影响因素研究。仿真结果表明滚动汽车轮胎在一定条件下确实出现了侧向自激振动现象,它也是造成轮胎多边形磨损的原因之一。参数灵敏度分析表明：轮胎侧向自激振动随车速的增加先增加后减小,车速过低或过高时均不能形成自激振动;前束角与外倾角对自激振动的影响与 车速相似,两者都存在一个峰值点;另外,大载荷条件下,胎面自激振动会比较剧烈,轮胎的多边形磨损也比较严重。因此,为避免产生轮胎自激振动,减少轮胎多边形磨损,要将设计参数以及使用工况控制在合适的范围内     

基于胎面-路面摩擦自激的轮胎非线性振动建模仿真

轮胎的多边形磨损是汽车研发设计过程中迫切需要解决的问题之一。考虑轮胎接地磨擦的非线性特性,建立了悬架-轮胎-胎面系统的考虑时间延迟的两自由度动力学振动模型,研究基于自激振动理论的轮胎多边形磨损现象。通过matlab/simulink进行仿真试验,验证了汽车中高速行驶时硬自激振动现象的存在,并给出了能够引起自激振动的敏感参数及车速范围。所建立的动力学振动模型可以帮助分析悬架动力学特性对轮胎多边形磨损的影响,为减小或消除轮胎的自激振动提供了理论依据。     

轮胎多边形磨损的发生机理及其影响因素分析

考虑轮胎接地磨擦的非线性特性,采用由能量法确定的胎面单元侧向刚度计算公式,建立了基于胎面侧向振动的轮胎多边形磨损动力学模型,探讨轮胎多边形磨损现象的发生机理,并通过数值仿真分析了车速、轮胎前束角和垂向载荷对轮胎磨损的影响。结果表明：轮胎多边形磨损为胎面均匀磨损和扰动磨损叠加引起的周向不均匀磨损,是一种典型的非线性自激振动现象,其发生与胎面的侧向振动有关;以李雅普诺夫稳定性理论为基础,指出轮胎的自激振动是一种由系统Hopf分岔引起的稳定周期振动现象;高速、较大的前束角和超载是导致轮胎产生多边形磨损的可能原因。     

考虑驱动力影响的轮胎侧向自激振动分析

自激振动是多边形磨损的必要条件,根据附着椭圆,驱动力对胎面侧向附着系数有很大的影响,从而改变了轮胎侧向自激振动情况。建立基于LuGre摩擦模型的胎面-路面单自由度系统,通过MATLAB/Simulink进行仿真实验,并分别以车速和摩擦系数作为分岔参数对系统进行Hopf分岔分析,分析了驱动轮胎面侧向自激振动产生的临界条件。研究表明小侧偏角下,驱动力使得胎面侧向自激振动消失。研究结果为多边形磨损机理的进一步研究提供了理论依据。     

轮胎自激振动分岔参数影响分析

如何避免轮胎的非正常磨损是汽车研发设计过程中迫切需要解决的问题之一,而胎面的自激振动是其中的重要影响因素之一。考虑轮胎接地磨擦的非线性迟滞特性,采用Lugre摩擦力模型,建立了考虑时间延迟的轮胎磨损振动模型。通过matlab/simulink进行仿真试验,验证了汽车中高速行驶时硬自激振动现象的存在;找到了容易引起自激振动的敏感参数并研究改变敏感参数范围对自激振动的影响规律,得到载荷越大,接地块质量越小,前束角越大,胎面越容易出现自激振动现象的结论。所建立的动力学振动模型为减小或消除轮胎的自激振动提供了理论依据     

基于摩擦自振的轮胎-悬架振动系统仿真分析

在胎面-路面单自由度模型的基础上,将悬架、轮胎、胎面三者各自的物理特性同时纳入研究范围,运用多刚体系统动力学方法建立起悬架-轮胎-胎面四自由度ADAMS模型。仿真结果表明了当胎面产生剧烈自激振动时,其能量会传递到悬架和轮胎,使得前束角、外倾角和轮胎的垂向跳动都产生频率相同但程度不同的自激振动,证明了理论模型的正确性。并对该四自由度系统进行分岔数值模拟,找出了轮胎胎面产生自激振动的车速区间,为今后进一步的非线性理论研究以及实验研究奠定了理论基础和研究依据。     

前后轮驱动的拖拉机前轮轮胎偏磨的分析

针对前后轮驱动的拖拉机前轮轮胎偏磨的问题,在前轮与地面非接触的受力情况下,求得前轮摆振的动力学方程及其解,分析了锥齿轮的圆周力、前轮偏心质量产生的惯性力等对轮胎偏磨的影响.结果表明:前轮偏心质量产生的惯性力使左、右前轮摆振的振幅不等及引起前轮轮胎的偏磨及磨损,引起自激振动.前轮自激振动的摆振的振幅突变加剧前轮轮胎的偏磨及磨损.     

地铁车轮多边形磨损对浮置板轨道振动特性的影响

车轮多边形磨损是地铁车辆运营过程中经常出现的现象,该现象易导致车辆和轨道结构发生异常振动。针对国内某地铁线路,在现场测试车轮多边形磨损状态基础上,通过测试对比有、无车轮多边形磨损的车辆通过地铁线路减振式钢弹簧浮置板道床段和非减振普通整体道床段时的轨道振动加速度,研究地铁车轮多边形磨损状态对轨道振动大小和减振特性的影响。结果表明：调查的地铁线路列车车轮存在13 阶～17 阶多边形磨损,其粗糙度平均水平为21.3 dB re 1 μm;当存在车轮多边形磨损的列车通过浮置板轨道时,钢轨、弹条、轨枕、道床、隧道壁测点的垂向振动加速度均方根值分别为105.09 m/s2、154.41 m/s2、13.04 m/s2、8.16 m/s2、0.028 m/s2,与无车轮多边形磨损列车通过时相比,振动水平分别增大了137.5 %、145.3 %、105.4 %、111.9 %、75.0 %。车轮多边形磨损对浮置板轨道的道床板及其以上部件振动水平的影响比对普通整体道床轨道的更显著,对浮置板轨道隧道壁振动的影响则小于对普通整体道床轨道隧道壁的影响。存在车轮多边形磨损的车辆通过浮置板轨道时,通过频率为61 Hz～104 Hz,易激发轨道的整体垂向弯曲共振模态,引起道床板振动幅值过大。在运行列车有、无13 阶～17 阶多边形磨损时,钢弹簧浮置板轨道减振量分别为29.33 dB和35.11 dB,车轮多边形磨损的存在降低浮置板轨道的减振效果。     

海冰作用下平台结构自激振动的参数分析与响应的数值计算

本文依据Ｍａａｔｔａｎｅｎ的自激冰力模型,分析了冰和结构的各种参数对海冰作用下平台结构自激振动的影响;对不同动力特性的导管架平台结构简化模型,进行了海冰作用下结构自激振动响应的数值计算,发现了自激冰力和结构振动的一些特征,为进一步理解冰致平台结构自激振动现象,避免自激振动的产生及采取相应的控制措施提供了有益的结果。     

TiNi形状记忆合金的滑动摩擦噪声特性研究

利用销-盘磨损试验机以及振动加速度传感器和精密声级计,研究了TiNi形状记忆合金在不同相结构下的滑动摩擦噪声特性.结果表明:由于磨损造成摩擦表面形貌恶化,使摩擦力值增大,且波动剧烈,急剧变化的摩擦力对摩擦系统不断输入能量,引起系统产生自激振动,向环境中辐射噪声.母相时,TiNi合金阻尼性能相对马氏体较低,只能通过良好的耐磨性而保持磨损面形貌恶化速度较慢,从而延缓摩擦啸叫的产生;母相/马氏体相共存时,合金有很高的阻尼性能,具有很好的减振降噪性能;马氏体态时由于TiNi合金销试样接触刚度下降,导致系统失稳,产生激振,引发高频噪声.     

摩擦调节剂抑制钢轨波磨的机理研究

基于轮轨之间的摩擦耦合自激振动引起钢轨波磨的观点,论文建立了车辆稳态通过小半径曲线时由轮对－钢轨－轨枕组成的轮轨系统有限元弹性振动摩擦自激振动有限元模型,用ABAQUS软件对该模型的运动稳定性进行了分析,重点研究了轮轨摩擦系数和蠕滑力-蠕滑率曲线负斜率对轮轨系统摩擦自激振动的影响。计算结果显示,轮轨摩擦系数对轮轨摩擦自激振动有重要影响,当控制摩擦系数 时可以消除钢轨磨耗型波磨,蠕滑力-蠕滑率曲线负斜率对钢轨波磨有显著影响。     

舵结构系统的飞行自激振动特性

针对舵结构系统在飞行当中出现的自激振动现象,提出了含间隙和库仑干摩擦舵结构系统在非定常气动力作用下的振动力学模型,基于理论分析揭示了舵结构系统飞行自激振动现象的发生机理,并通过数值计算模拟了包含高次谐波的舵结构系统自激振动,得到了与飞行实测结果一致的现象和规律。     

牵引车在大负荷拖载工况下传动系自激振动建模与仿真研究

通过对货物牵引车在大负荷拖载工况下动力传动系动力学特性分析和简化,建立了动力传动系自激振动力学仿真模型;运用相平面分析法,仿真得到了自激振动的极限环,证实了牵引车在高滑转率工况下,动力传动系会出现自激振动现象;进一步对其产生的机理进行分析,并对动力传动系自激振动的影响因素进行了参数化研究。     

无氢DLC涂层的摩擦学性能

为了探究轮胎模具无氢类金刚石(DLC)涂层的摩擦学特性,增强轮胎模具的易脱模、防粘、自清洁性能以及提高轮胎质量与服役寿命,以轮胎模具常用的35钢为基体,利用电弧离子镀在基体试样上制备无氢DLC涂层,对涂层Raman光谱、表面粗糙度、表面微观形貌、纳米硬度、结合力和摩擦系数进行了分析,着重研究涂层摩擦前后表面微观形貌的变化以及摩擦磨损机理。结果表明:通过改变表面粗糙度可以有效降低涂层的摩擦系数,涂层摩擦系数随粗糙度减小而显著降低;在140℃高温条件下,摩擦系数最小低至0.363 4,且涂层纳米硬度可达32.45 GPa,弹性模量高达348.94 GPa。无氢DLC涂层完全满足轮胎模具减摩耐磨和自清洁性的使用要求,为制造高性能轮胎模具提供了一种可行的工艺选择。     

轮轨横向滑动稳定性对曲线啸叫噪声的影响

车轮相对于钢轨发生横向滑动时,轮轨接触面上的摩擦力变化会引起曲线啸叫噪声。因此首先建立了车轮的状态空间模型和轮轨接触摩擦模型,对轮轨横向接触过程采用4阶Runge-Kutta法进行了时域分析,研究了如横向滑动速度、接触力、阻尼等因素对滑动过程稳定性的影响,并结合实例计算进行了验证,最终得出结论:轮轨横向滑动过程出现不稳定的主要原因是接触面间摩擦系数变化引起的自激振动;当车轮阻尼大于等效阻尼临界值时会使滑动过程稳定;轮轨间的垂向刚度和阻尼会使系统不稳定频率与车轮模态频率产生偏移。