考虑悬架柔性的刚柔耦合汽车平顺性研究

目前对车辆平顺性的研究一般采用多刚体动力学的方法,而没有考虑悬架柔性体对其的影响,致使仿真值和实际值存在一定差别。为了提高模型的仿真精度,基于多体动力学理论,有限元及模态综合法建立了计及前悬架横向稳定杆,下摆臂和后悬架扭转梁柔性的刚柔耦合整车模型。建立B级随机路面模型,对整车进行随机路面平顺性仿真计算。研究结果表明:与多刚体模型相比,刚柔耦合作用使座椅加权加速度均方根值减小,刚柔耦合模型之间的差异随车速提高,说明在研究整车平顺性时,建立刚柔耦合悬架模型是有必要的。     

后悬架结构对铰接式自卸车平顺性影响分析

悬架结构对车辆平顺性具有重要影响,对电传动铰接式自卸车独立式摆臂平衡梁式和油气平衡后悬架结构对整车平顺性影响进行对比分析,通过平顺性评价指标对两种模型进行评价。针对油气弹簧非线性特性,运用泰勒展开将油气弹簧非线性弹性力展开成5次多项式形式。根据两种形式悬架结构特点,通过拉格朗日方程分别建立10自由度油气平衡悬架整车平顺性动力学模型和8自由度摆臂平衡梁结构整车平顺性动力学模型。采用正弦波叠加法模拟随机路面,时域内对两种动力学模型进行求解,通过平顺性评价指标对两种整车模型进行评价。分析在ISO C级路面、车速30km/h分别空载和满载两种典型工况进行两种悬架结构整车性能分析。结果可知:两种悬架结构整车满载工况平顺性要优于空载;两种模型平顺性在满足8小时疲劳—降低工效时间要求上,需要进一步对其结构进行改善和优化;相比而言油气平衡悬架模型平顺性优于摆臂平衡梁。     

刚柔耦合麦弗逊式悬架优化分析

针对某车型制动和加速工况时存在整车俯仰运动较大,轮胎磨损严重等问题,测量该车麦弗逊式前悬架硬点坐标并进行悬架弹性原件测试,根据所得参数,在Adams/car中建立刚柔耦合模型,将悬架模型与测试平台装配,分析得到其模态;对该模型输入垂直激励,分析其受力状态;再进行左右轮平行跳动工况仿真,以抗制动点头率、抗加速抬头率和前轮前束角为优化目标,将仿真结果输入到Adams/insight,对横拉杆硬点坐标(Tie-outer)进行灵敏度分析和优化,得到较为理想的结果,为改善该车悬架性能提供了理论依据。     

航空发动机叶片刚柔耦合动力学分析

航空发动机叶片是航空发动机重要零件之一,常常因共振而导致断裂失效。传统航空发动机叶片的振动特性分析普遍基于零次近似耦合动力学模型,该模型忽略了动力刚化项,得到的结果具有一定局限性。为了更加准确地分析高速转动的航空发动机叶片的振动特性,对叶片刚柔耦合动力学问题进行了研究。将叶片简化为柔性薄板,考虑面外变形和面内变形,并计入了面外变形引起的面内变形,即变形耦合项。采用假设模态法描述叶片的变形,运用拉格朗日动力学方程建立了做三维空间大位移运动的柔性叶片一次近似耦合动力学方程。同时采用多体系统动力学软件MSC.ADAMS对旋转叶片的动力学性态进行了研究,并将所得的叶片动力学理论模型结果和ADAMS的结果进行了比较。结果显示一次近似耦合模型理论结果与实际结果相符,而ADAMS和零次近似耦合模型在叶片高转速时仿真结果存在缺陷。基于所得的叶片一次近似耦合模型,对叶片振动频率、“频率转向”和“振型转换”问题进行了分析,验证了所提出的方法的可行性。     

铰接式自卸车不同悬架结构整车平顺性分析

车辆的平顺性反映了整车品质的一个重要因素,针对采用油气平衡悬架、摆臂平衡梁的铰接式自卸车平顺性进行对比分析。根据两种形式车辆的结构特点,基于拉格朗日方程分别建立10自由度油气平衡悬架整车平顺性动力学模型和8自由度摆臂平衡梁结构整车平顺性动力学模型。采用正弦波叠加法模拟随机路面,时域内对两种动力学模型求解,通过平顺性评价指标对两种整车模型进行了评价。结果表明:满载工况的平顺性优于空载工况;两种整车模型的平顺性都有待于进一步完善,相比而言油气平衡悬架模型的平顺性优于摆臂平衡梁,但考虑其复杂的悬架结构、密封工艺及成本,选择摆臂平衡梁结构为所设计电传动铰接式自卸车的后悬结构。     

基于刚柔耦合模型的悬架NVH性能研究

使用有限元软件分析了橡胶衬套对悬架NVH性能的影响。柔化其他悬架部件,建立了多体动力学刚柔耦合模型。通过试验设计(DOE)分析了橡胶衬套刚度对悬架NVH性能的灵敏度并进行了优化。通过对比优化前后仿真结果,可以看出悬架中高频NVH性能得到了改善。将模型仿真与道路模拟机测试结果进行对比,验证了模型的准确性。     

基于ADAMS/View的刚柔耦合大客车悬架优化分析

基于ADAMS软件中建立柔性体的方法,建立了某大客车悬架刚柔耦合运动学模型并对其进行仿真.针对在仿真过程中出现的在转弯工况下车身侧倾角过大的问题,利用ADAMS/Insight选取合适的横向稳定杆铰接点坐标值以及截面尺寸作为优化变量,以车身侧倾角均值最小作为优化目标,对悬架模型进行优化分析,以期使其车身侧倾角均值达到同类上市车型的水平,改善行驶稳定性.仿真结果验证了优化方案的可行性,使车身侧倾角均值达到了预期的控制目标,为今后的大客车悬架设计提供了参考方法.     

矿用电动轮自卸车四自由度模型的平顺性仿真分析

为研究矿用电动轮自卸车的平顺性,建立了包括人体(驾驶员)模型在内的矿用电动轮自卸车四自由度平顺性系统模型.以前后桥的加速度信号为输入,输出是人体垂直方向加速度.利用MATLAB/Simulink对某大型矿用电动轮自卸车的平顺性进行仿真分析,结果表明:人体的频率主要集中在20～30Hz范围内,振动强度处于0～0.6m.s-2的范围,若前后悬架刚度降低20%,人体最大加速度减小至0.3m.s-2,功率谱密度响应能量降低一半,最大响应对应的频率也稍有减小,能改善车辆的平顺性.     

基于ADAMS的电动客车平顺性仿真分析

利用多体动力学仿真软件ADAMS建立了电动客车的整车虚拟样机模型,并对整车模型进行了脉冲路面输入和随机路面输入下的平顺性仿真分析,得出结果表明,电动客车在随机路面输入和脉冲路面输入条件下满足舒适性要求,并为进一步的分析提供了依据.     

基于刚柔耦合模型的强夯机动力学分析

履带式强夯机工作级别高,工作环境恶劣,在突然释放夯锤时,整机受到强大冲击.在ADAMS动力学仿真环境下联合Pro/E和ANSYS软件建立400 t·m强夯机整机的刚柔耦合模型,对其突然卸载工况进行仿真分析,研究卸载过程中结构件的振动响应、整机的稳定性,对柔性体的动态应力及整机动态响应参数进行分析,为整机的疲劳寿命分析及部件的设计改进与优化提供载荷谱数据.     

自卸汽车平顺性仿真分析研究

主要对自卸汽车悬架系统平顺性进行仿真分析研究。采用理论与试验相结合的方法,进行自卸汽车平顺性研究。在分析中首先要准确地建立能反映物理样机的动力学虚拟仿真模型,用理论分析计算所测量部位的振动数据,从而得出不同载荷下的悬架系统特性参数,所得到的参数为悬架系统的优化打下基础。     

单摆臂轮边电驱动系统平顺性及接地性研究

以改善车辆平顺性与车轮接地性为目的,针对一种新型一体化单摆臂悬架减速式轮边电驱动系统,进行了基于Matlab及Adams的仿真分析.结果表明,轮边电驱动系统质心在单摆臂上的位置和车身平顺性有着非单调的复杂关系,其和车轮接地性的关系则是单调的,且电驱动系统的质心越靠近摆臂,与车身的铰接点车轮接地性就越好.     

重型卡车驾驶室乘坐舒适性研究

建立了包含车架弹性振动的15自由度重型卡车整车振动模型，通过计算机仿真模拟了路面随机输入响应；通过改进驾驶室悬架参数，显著改善了驾驶室的乘坐舒适性。     

矿用自卸车两级压力式油气悬架特性分析

矿用自卸车具有载重量大、能够在恶劣路况行驶的特点,油气悬架因其刚度和阻尼的非线性特性能较好适应外载荷激励变化,在大型工程车辆中得到广泛应用。为解决单气室油气悬架在车辆重载时刚度过高的问题,设计了一种新型两级压力式油气悬架,并以某型矿用自卸车1/4油气悬架为研究对象,通过仿真和实验对比分析了单气室油气悬架与两级压力式油气悬架在通过路面障碍物时的系统输出特性。结果表明:通过高度120 mm的路面障碍时,与单气室油气悬架相比,两级压力式油气悬架的油缸峰值压力降低了12.54%;活塞压缩行程的最大位移增加了37 mm,这将更有利于保持车身姿态,提高防侧倾能力;车辆振动的加速度峰值降低了26.10%,功率谱密度峰值降低了27.52%,车辆行驶平顺性得到明显改善。     

百吨级电传动矿用自卸车轮边驱动系统的配置优化

针对国际近30款不同品牌百吨级电传动矿用自卸车车型,分析了轮边减速器采用的结构形式、传动比变化的规律。根据国内电传动矿用自卸车技术条件和电动机发展现状,基于电机功率和轮边减速器传动比的计算方法阐述了轮边驱动系统的配置优化方法,为国内同类轮边驱动系统的配置优化提供了依据。     

矿用自卸车油气悬架力学特性研究与优化

矿用自卸车行驶道路恶劣且载重量大,严重影响了行驶平顺性,而油气悬架的力学特性对改善整车平顺性有着重要作用。为研究和优化悬架力学特性,在考虑悬架快速加载和油液通道的附加阻力、进口局部阻力、弯道阻力的基础上,建立精确的弹性力和阻尼力公式。利用Fluent软件结合Volume of Fluid两相流模型和动网格技术,仿真得到油气悬架非线性力学特性,以对比推导的力学公式。此外,在悬架力学公式的基础上,建立包含柔性化车架的整车刚柔耦合模型,并将模型仿真结果与试验结果进行对比,得到座椅加速度响应最大误差为8.5%,验证了所建模型的准确性。采用遗传算法对悬架参数进行优化,座椅加权加速度方均根值降低了23.58%,有效提高了矿用自卸车的平顺性。     

基于遗传算法的厢式货车平顺性优化

在RecurDyn中建立某厢式货车的整车多体动力学模型。基于离散梁法,建立整车模型中的钢板弹簧动力学模型,在板簧模型中,采用用户自定义子程序的方法为弹簧片间定义的三向力,可有效模拟簧片间的接触力和摩擦力,应用基于元模型的优化方法,对钢板弹簧模型的参数进行辨识;基于AR模型开发的路面不平度重构程序,可生成能够被RecurDyn调用的路面文件;进行该厢式货车整车平顺性试验,仿真和实车试验结果验证了所建整车模型的正确性;采用试验设计方法分析了悬架参数及驾驶室悬置参数对平顺性的影响,为平顺性优化时变量范围的选取提供了依据;提出一种采用批处理方式,通过ProcessNet集成AForge.Genetic组件实现遗传算法进行整车平顺性优化的方法,优化后驾驶员脚部地板处总加权加速度均方根值下降了9.35%,提高了厢式货车的平顺性能。     

基于模糊控制的半主动油气悬挂系统在铰接式自卸车中的应用

针对某铰接式自卸车转向过程中出现的侧倾现象,设计了具有抗侧倾功能的模糊控制半主动油气悬挂系统,对其原理进行了阐述并建立数学模型对其特性进行了分析。结果表明,非模糊控制下的半主动油气悬挂系统满足其基本的性能要求。在该基础上针对自卸车某一转向工况下的模糊控制抗侧倾性能进行了分析,并运用Simulink中的fuzzy工具箱进行仿真。仿真分析与现场试验对比研究表明,采用模糊控制方式的油气悬挂系统有效地提高了系统的抗侧倾能力,这为工程机械油气悬挂国产化的研发提供了新的思路。     

基于新型机械弹性车轮的整车平顺性分析

针对越野汽车的特殊行驶环境,为了提高轮胎的防刺破、防爆胎和安全性能,提出一种新型机械弹性安全车轮。在深入分析其结构的基础上,建立了有限元模型,并求解了各个方向的刚度。在ADAMS中建立了包括新型机械弹性车轮在内的整车模型,经随机路面输入仿真分析得出如下结论：基于机械弹性车轮的整车符合平顺性要求且满足普通轮胎的平顺性规律。在高速下,基于子午线轮胎整车的平顺性略优于基于新型机械弹性车轮整车的平顺性。     

铰接式自卸汽车前悬架动力学建模与分析

自主开发的重型铰接式自卸汽车,采用前、后独立的车架,以铰接点和摆动环连接,该结构使车辆转弯半径和车架所受扭转应力均较小,较好地适应了地面松软、坑洼等恶劣路况,广泛应用于筑路、采矿、水电工程、铁路工程和机场建设等不同行业的工程项目中,市场潜力大。本文针对我国国情和铰接式自卸汽车的运行工况,对模型进行了必要的简化,建立了该车前悬架二自由度振动模型,通过部分平顺性指标的计算,分析了前悬架的动态特性。