集中载荷假设下三片变截面簧刚度分析

采用集中载荷假设,利用单位载荷法模型建立3片变截面钢板弹簧变形与力学传递模型,并依据主片分析法推导出主簧与合成簧刚度计算公式。利用变截面簧样件截面参数,计算样件主簧与合成簧理论刚度结果;在ANSYS Workbench中建立变截面簧样件有限元模型,分析变截面簧在加载过程中的变形-载荷情况与主簧、合成簧刚度;进行变截面簧样件静刚度实验,获得样件钢板弹簧在实际加载卸载过程中变形-载荷情况与实际主簧与合成簧刚度。对比分析理论计算刚度、ANSYS Workbench有限元计算刚度与实验刚度,三者偏差不超过5%,证明集中载荷假设下的3片簧变形与力学传递模型正确。     

复合材料板簧副簧的优化设计

这里建立了轻型车复合材料副簧的力学模型,根据层合板理论,计算出了副簧的危险应力和最大挠度,并以强度和刚度为约束,以质量最小为目标函数,通过有约束最小化优化方法,对复合材料副簧进行了优化设计,得到了最小质量下的副簧的最佳尺寸。     

汽车主、副簧悬架设计方法的研究

针对主、副簧悬架刚度分配的方法进行了深入探讨。从机械振动和静力学的角度,对主副簧悬架刚度分配的比例中项法和平均载荷法得来的原理做了分析,比较得:采用比例中项法设计时,悬架振动频率总变化量要小一些,采用平均载荷法时,副簧开始作用前后振动频率变化量较小。在实际的设计过程中,要根据实际情况,即货车常用载荷范围选择合适的设计方法,使得货物受到最好的保护,达到最小的损失。     

一种变刚性钢板弹簧悬架的计算——叶片负荷分配法

本文根据材料力学中梁的弯曲变形理论,结合汽车钢板弹簧的具体情况,介绍了一种副簧位于主簧下面的变刚性钢板弹簧悬架的计算方法——叶片负荷分配法,并附有计算实例加以说明。     

橡胶主簧的有限元分析及对液阻悬置性能的影响

以某一轿车发动机液阻悬置橡胶主簧为研究对象,探讨了橡胶隔振器弹性特性的有限元分析方法.主要介绍了橡胶材料本构关系的基本理论,应用ABAQUS软件建立了橡胶有限元模型分析过程,计算分析了橡胶主簧各结构参数对主簧静态和动态特性的影响规律,系统阐述了橡胶主簧的影响因素、规律及作用,进而通过对比实验分析了橡胶主簧对液阻悬置的性能影响.有关测试表明,该方法对液阻悬置的实际设计工作具有一定的理论指导作用.     

橡胶主簧的数值建模分析与实验验证

橡胶主簧作为液压悬置的主要承力部件,其刚度特性直接影响液压悬置的性能.分析了橡胶类材料的本构模型,通过实验方法测得橡胶材料的本构模型参数,建立了橡胶主簧的有限元数值分析模型.数值计算结果与实验数据相吻合,说明该模型是有效实用的.     

基于键合图理论的汽车发动机液压悬置动特性的仿真研究

应用键合图理论,建立了汽车发动机液压悬置的键合图模型并导出数学模型,利用Matlab/Simulink仿真工具建立了悬置动特性的仿真计算模型.将仿真结果与实验结果进行对比分析,并应用所建模型分析了橡胶主簧刚度、橡胶主簧等效活塞面积、惯性通道长度和惯性通道横截面积等参数对悬置性能的影响.结果表明,在低频激励条件下的模型仿真结果与实验结果的变化趋势一致,数值基本吻合.液压悬置键合图模型能够较好地分析液压悬置的低频隔振特性.     

柔顺杆件固定-导向1P2R伪刚体模型

针对固定-导向模式的伪刚体模型模拟柔顺杆件末端位置精度不高且无法表现轴向变形的问题,基于伪刚体模型的原理提出了一种高精度的固定-导向1P2R伪刚体模型。首先综合考虑柔顺杆件各个方向的变形,构建了包含两个转动副和一个移动副的固定-导向1P2R伪刚体模型;其次建立了该模型的运动学方程,并根据优化算法求解了伪刚体模型的最优特征半径系数,利用一元线性回归方法得到了该模型的弹簧和扭簧刚度系数;最后通过数值算例模拟固定-导向1P2R模型末端的动作路径,并将其与固定-导向伪刚体模型及柔顺杆件的末端路径进行对比。结果表明,固定-导向1P2R伪刚体模型完全能够模拟相应柔顺杆件的末端动作过程,且模拟精度高于固定-导向伪刚体模型。研究证明了该模型的优越性,对柔顺机构的变形分析亦有重要参考意义。     

涡旋压缩机舌簧阀动态工作特性研究

为了研究涡旋压缩机舌簧阀排气阀片的工作运动特性,以带有升程限位器的涡旋压缩机舌簧阀为研究对象,基于弹性薄板横向振动理论建立舌簧阀的数学模型,在MATLAB环境下,采用四阶龙格-库塔法编写计算程序对模型进行求解。求解结果表明工程计算中振型函数取一阶主振型即可保证计算精度。利用该模型分析了阀片的升程、阀孔直径对涡旋压缩机舌簧阀动态工作特性的影响。该研究结果有利于提升压缩机工作性能和效率,为涡旋压缩机舌簧阀的优化设计和实验提供理论基础。     

柔顺机构PRR伪刚体模型的研究

在已有伪刚体模型的基础上,将柔顺机构里大变形柔顺杆的轴向变形和横向变形的影响都考虑进去,增加伪刚体模型的自由度,提出一种具有两个转动副和一个移动副的多自由度伪刚体模型。该模型将4个不同长度的刚性杆件用一个拉压弹簧和两个不同刚度系数的扭转弹簧依次连接,进而建立柔顺机构中大变形柔顺杆的PRR伪刚体模型。模型的参数运用二维搜索和线性回归法求得。通过数值分析计算,将该伪刚体模型与1R、和PR伪刚体模型以及柔顺杆的末端轨迹进行分析对比,验证了PRR伪刚体模型能够更加精确地反映柔顺杆末端轨迹的变形特征。     

基于路面一致激励车桥耦合非平稳随机振动分析

基于路面不平顺一致输入激励,采用虚拟激励法研究车辆变速行驶三维车桥耦合非平稳随机振动响应。首先,将桥梁离散为板-壳实体单元,车辆简化为三维九自由度体系,考虑路面输入激励的多点不相干,将路面不平顺引起的荷载等效为虚拟激励荷载,建立三维车-桥耦合非平稳随机振动模型;然后,运用精细积分格式迭代求解,与Monte-Carlo法计算结果对比验证模型的正确性;最后,以某高速公路梁桥为背景,研究车辆匀加速行驶在B级桥面桥梁各点动响应。结果表明:笔者提出的计算模型及算法正确可行;相同路面激励引起的跨中位移和加速度响应峰值大小取决于瞬时最大车速;车辆变速行驶比匀速行驶具有更宽的共振频率区间,跨中位移和加速度最大值随车速呈现先快后缓的增长趋势。     

桥面不平引起车桥系统随机振动车速因素分析

将桥梁离散为梁单元,车辆简化为两自由度系统,桥面不平顺引起的车桥耦合振动荷载等效为虚拟激励荷载,建立移动车辆-桥梁耦合随机振动模型,运用虚拟激励法((pseudo excitation method,简称PEM)并结合模态综合叠加技术进行求解。将数值迭代结果与Monte-Carlo法对比,验证求解算法的正确性。以简支梁桥为例,在频域内对桥面不平顺引起车桥耦合随机振动的车速因素进行分析。结果表明:桥梁跨中竖向位移均方根值随车速变化较大,车速对位移和加速度功率谱曲线的1阶频率峰值和带宽影响显著;近支点加速度功率谱曲线的峰值、频率及带宽随车速变化明显。研究桥面不平顺引起的车桥耦合随机响应,车速对桥梁和车体振动影响不可忽略。     

基于随机最优控制的主动悬架构件的动态疲劳可靠度分析

针对两自由度的车辆模型,应用随机振动和随机最优控制的理论,推导悬架构件随机动载荷的统计规律的计算方法,建立变车速情况下随机动载荷的概率模型,提出基于随机最优控制的主动悬架构件的动态疲劳可靠度的分析方法。仿真结果表明,主动悬架构件随机动载荷明显大于被动悬架构件随机动载荷,主动悬架系统构件的动态疲劳可靠度在整个使用过程中都要低于普通被动悬架构件的动态疲劳可靠度,说明主动悬架构件的可靠性较普通被动悬架有所降低。     

磁悬浮车辆随机振动响应分析及其平稳性研究

以德国Transrapid磁悬浮系统为原型，建立了磁悬浮车辆/线路相互作用模型，高速磁悬浮线路随机不平顺则引入了分段功率谱表述模型。运用数值积分法和时频转换法对磁悬浮车/线、车/桥系统随机响应进行了仿真分析，并以先进地面交通车辆走行品质UTACV规范和铁道车辆Sperling平稳性指标对磁悬浮车辆运行平稳性进行评价。     

多级路况下车载无人机疲劳载荷仿真

建立五自由度的车载无人机的振动系统在随机路面激励下的数学模型.由路面功率谱反推路面不平度的方法,对A、B、C和D四个等级路面不平度交替冲击的复杂情况进行时域模拟.运用MATLAB的Simulink工具,对一种典型的车载无人机的任务剖面进行仿真,获得无人机的位移加速度响应值.     

汽车由路面激发的演变随机响应预测

建立了垂向汽车动力学模型和道路虚拟输入模型。在精细时程积分法和虚拟激励法的基础上,提出了时不变线性汽车系统在演变随机激励下的响应的一个简便实用解法。并以简化汽车模型为例,考察了变速行驶时的平顺性问题,验证了该方法的有效性。     

基于MATLAB多轴挂车转向机构优化设计

对组合式多轴挂车的转向机构进行分析后，建立了挂车转向系统机构的优化设计模型应用MATLAB的优化工具箱对设计模型进行了优化求解，给出了针对任意一轴线上转向机构的MATLAB优化程序一使用该优化程序对某专用车辆厂生产的多轴挂车转向机构进行了优化设计，计算结果表明本方法是正确的、实用的。     

基于虚拟激励法的车辆振动灵敏度分析及优化

针对车辆行驶平顺性优化问题,提出基于虚拟激励法的灵敏度分析方法。车辆采用三维有限元模型,路面不平顺视为平稳高斯随机过程。通过对运动方程的微分处理,用虚拟激励代替外激励项,可以高效、精确地得到设计变量的一阶、二阶灵敏度信息;再结合适当的灵敏度优化方法,达到提高车辆平顺性的目的。算例数值结果表明文中方法的正确性和高效性。     

基于ADAMS/Car Ride汽车平顺性仿真

以多体动力学理论为基础,应用机械系统动力学仿真分析软件ADAMS/Car专业模块建立某轿车的整车样机模型。根据路面不平度位移功率谱密度推导路面随机激励数学模型,由路面轮廓发生器产生随机路面,并进行了随机路面输入下的汽车平顺性仿真。其研究结果为虚拟样机技术在车辆工程中的实际应用提供了参考,为进一步对实际车辆做其他设计分析打下了良好的基础。     

Estimation of Part Waiting Time and Fleet Sizing in AGV Systems

As manufacturing systems have grown in size and complexity, material flow control has become one of the key issues for system efficiency, and determination of the number of vehicles required is an important issue in the design of the AGV (automatic guided vehicle) systems for automated material flow control. In an AGV system, a part issues a delivery request for its transportation, and then an empty vehicle is assigned based on a pre-determined vehicle selection rule and provides delivery service. This research presents a fleet sizing procedure for an AGV system with multiple pickup and delivery stations. A queueing model is used to estimate part waiting times. The fleet sizing procedure estimates the minimum number of vehicles needed to ensure a predefined part waiting time limit. While most stochastic models assume first-come-first-served or random vehicle selection rules for the selection of an empty vehicle, this model considers such additional rules as the nearest vehicle selection rule, which is the most popular among all vehicle selection rules. The performance of the proposed model is examined through computational experiments. This work was supported by Korea Research Foundation Grant (KRF-2003-042-D20136).