基于LuGre摩擦模型的轮胎多边形磨损机理分析

多边形磨损是汽车轮胎磨损研究中的一个新课题,具有重要的理论价值和研究意义。考虑轮胎接地磨擦的非线性特性,建立了基于LuGre摩擦模型的轮胎多边形磨损的动力学模型。通过仿真给出了能够引起自激振动的车速和轮胎初始前束角范围。这些结果为减小或消除轮胎的自激振动提供了理论依据。     

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     

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。     

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。     

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。     

横向风荷载作用下轴向运动弦线自激振动和稳定性分析

研究了横向定常风荷载作用下轴向运动弦线的非线性自激振动问题。将风荷载模型化为平均风速的非线性函数,建立动力学微分方程。采用Galerkin方法,将运动弦线简化为离散的二维系统并进行线性化,分析弦线平衡构型的稳定性,根据Routh-Hurtwitz判据确定了平衡点的稳定域。确定了多参数下Hopf分岔点及产生稳定极限环的条件。使用增量谐波平衡(IHB)法求解了自激振动的周期响应,按照Floquet理论确定了周期解的稳定性。最后,讨论了运动速度和平均风速稳定性的影响,并给出相应的稳定性条件。     

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。     

潮流与风对单点系泊系统运动稳定性的影响研究

应用时域仿真的方法研究了风与潮流作用下单点系泊系统的非线性动力学特性。以三阶操纵运动方程为基础,引入定常的风力、潮流作用力和二阶波浪力,建立了系泊系统三自由度运动微分方程,据此建立了系泊系统的多自由度计算机仿真模型。风与潮流联合作用的情形下,对一艘单点系泊油轮的动力学行为进行了数值仿真研究。以潮流速度和系缆长度为分岔控制参数,在参数平面上给出了油轮系泊运动的Hopf分岔集,它将参数平面分为两个系统动力学行为本质不同的区域。研究表明,与潮流（顶流）单独作用的情形相比,顶风条件增加了油轮静止系泊位置的Liapunov稳定性。     

子午线轮胎非正常磨损的影响因素分析及解决措施

汽车轮胎是汽车中的重要部件,它的性能的优劣不仅反映工业制造水平,而且关系到汽车行驶的平顺性、舒适性和安全性。在行驶的过程中,轮胎的磨损是不可避免的,其磨损与许多因素有关,有正常磨损也有非正常磨损。可以通过分析轮胎磨损的原因及类型,采取适当的预防措施以避免轮胎的非正常磨损,从而正确的维护和保养,以便延长轮胎的使用寿命。     

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。     

690合金在去离子水和干态下的微幅冲击磨损行为研究

在小载荷冲击实验台上,通过改造夹具,实现了管/平面接触方式,以模拟蒸汽发生器中传热管与抗震条发生的微幅冲击磨损。以690合金传热管和405不锈钢为试验材料,在不同的冲击载荷和润滑条件(干态与去离子水中)下进行了微幅冲击磨损试验,通过分析磨痕面积、微观形貌、断口形貌和磨损区硬度等,探讨了690合金受微幅冲击磨损和失效机理。研究结果表明:在干态环境下,小载荷时690合金的磨损机制主要为氧化和剥落。随着载荷的增大,其损伤机制为氧化磨损和疲劳磨损;在去离子水环境条件下,小载荷时,损伤轻微;随着载荷的增大,其损伤机制为疲劳磨损。水介质显著的延缓了材料的开裂时间。     

TiCp/Ti6Al4V复合材料的耐磨性及磨损机制

为表征颗粒增强钛基复合材料在恶劣的磨粒磨损条件下的磨损行为,对熔铸法制备的TiCP/Ti6Al4V进行了磨粒磨损条件下的耐磨性试验,并利用SEM、EDX等技术分析了复合材料的磨损过程及磨损机制.研究表明:TiCP/Ti6Al4V复合材料的抗磨粒磨损性能,总体上随TiC颗粒体积分数的增加而提高,载荷越大、磨损时间越长,复合材料越容易表现出优异的耐磨性能;TiC的形态影响着耐磨性的提高,细小颗粒状或羽毛状TiC单位体积增加对耐磨性的贡献,比枝晶状TiC单位体积增加对耐磨性的贡献大约3.5倍;复合材料在磨损初始阶段,其磨损机制以形成犁削和磨沟为主,形成一次磨屑,随着增强相含量的提高,一次磨屑逐步减少,磨损以犁沟和剥层磨损为主,需要磨粒的反复作用才能形成磨屑,因此,耐磨性得到提高.     

Ti6Al4V基体及其改性试样的冲击磨损行为分析

在Ti6Al4V合金基表面制备了N＋注入与氮化层、TiN膜及DLC膜,进行小载荷反复冲击,分析不同冲击周次下磨痕形貌及磨坑深度,比较磨损性能。结果表明疲劳磨损是反复冲击条件下实验试样的共同失效机制,主要表现为疲劳剥落。改性后试样的抗冲击磨损能力较基体材料均有提高,其中N＋注入与氮化的＂长程强化效应＂使试样在较高冲击周次保持良好的抗磨性能;晶态结构TiN膜层由于较高的表层硬度,提高了试样的耐磨性,尤其是较低的冲击周次下;DLC膜的特殊非晶态结构,使其在整个冲击过程中具有小的磨损深度,高的失效周次。     

高维映射的Hopf分叉分析及其在冲击振动系统中的应用

应用中心流形范式方法研究了高维映射方程在非共振和弱共振情况下的 Ｈｏｐｆ 分叉问题,计算了中心流形,给出了映射的降维过程和简化方程,将 Ｒ２ 映射的 Ｈｏｐｆ分叉理论推广到了高维映射。应用该方法分析了一类两自由度冲击振动系统周期运动 Ｈｏｐｆ 分叉的存在性,并用数值方法得到了该冲击系统的拟周期响应及其向混沌的演化过程     

高硅铝合金的摩擦磨损性能

采用喷射沉积技术和热挤压致密化技术制备Al-22Si和Al-27Si(质量分数)两种高硅铝合金,研究两种合金在不同载荷下的摩擦行为和磨损机理。结果表明,与铸态合金相比,喷射沉积技术制备的高硅铝合金具有晶粒细小、成分均匀的组织特征;在载荷为30,45,60和75 N下,Al-22Si合金的磨损以粘着磨损和氧化磨损为主;Al-27Si合金在低载荷下以粘着磨损为主,在高载荷下的磨损行为时粘着磨损和磨粒磨损的混合磨损机制。含有较高硅含量的Al-27Si合金具有相对小的摩擦系数和磨损率。随着载荷增大,两种合金的磨损量逐渐增大。