馈能悬架并联机构动力学分析

针对传统馈能悬架机械效率低、机构复杂等特点,设计一种简单且高效的少自由度并联机构馈能悬架系统。该系统可以将汽车悬架的垂直运动转化为机构的旋转运动,并带动电机发电。以少自由度并联机构为研究对象,首先采用旋量理论分析该机构实现空间一转一移运动的机构学原理,建立雅克比矩阵,对该机构的正逆位置进行分析,并定义支载力评价指标。然后利用拉格朗日法建立该馈能系统的动力学模型,应用数值方法对该机构的可行性进行分析,最后利用ADAMS对该机构进行运动学和动力学进行仿真分析。数值计算与仿真结果的误差不超过3%,验证了该算法和所建模型的正确性,也为该机构应用到车辆馈能悬架提供了参考。     

非线性二自由度主动悬架滑模控制方法的研究

以非线性二自由度主动悬架模型为研究对象,分析与验证了基于参考天棚模型的滑模控制算法在非线性悬架控制中的有效性。根据参考天棚模型和非线性二自由度模型中簧载质量位移和速度相等,利用滑模控制方法,给出了非线性二自由度主动悬架的控制力的计算方法。试验测试了有无控制时非线性二自由度主动悬架系统中簧载质量的加速度,验证了主动悬架的控制力的计算方法的有效性。给出了参考天棚模型中天棚阻尼系数的选择方法,研究了控制参数对非线性二自由度主动悬架控制效果的影响。基于非线性二自由度主动悬架模型,计算分析了滑模控制和线性二次型最优(Linearquadraticregulator,LQR)控制的主动悬架性能指标。结果表明:对于非线性二自由度悬架系统,基于参考天棚滑模控制的主动悬架系统可以获得更优的性能指标。     

以过约束配置为基础的悬架导向机构创新设计

以机构学中的拓扑图表示方法为基础,分析了常用独立悬架导向机构的拓扑构造特性。依据导向机构的设计需求和限制条件以及机构的过约束特性,以导向运动自由度为目标,构造出一类基本回路数为3的新型独立悬架导向机构的拓扑图,并对其进行了功能结构化设计。在此基础上,运用螺旋理论分析了一种新型导向机构的自由度与过约束特性,根据悬架导向机构的设计需求及空间限制,利用ADMAS软件对这种新型导向机构进行虚拟样机建模,并进行了运动学特性仿真分析。分析结果表明,设计出的新型导向机构满足悬架基本性能要求,间接验证了此设计方法的有效性和可行性。     

关于重新建立空间机构自由度计算公式的探索

从四杆机构具有灵活性和平面机构任意封闭图形具有3个约束的理论出发,对机构学的自由度计算公式重新进行了研究。研究结果表明:只要对平面、球面机构自由度的计算公式稍加变化,就可得到空间机构求自由度的新公式,利用这个新公式,既可以求空间机构的自由度,又可以求平面、多环、空间开式链、混合链等机构的自由度。比传统公式使用方便,在形式和内容上都有实际意义,从而为空间机构自由度的计算提供了可靠的理论计算式。     

悬架模块的动力学建模与仿真

为研究悬架模块的运动特性,更好地进行轨迹规划和提高重力补偿效果,建立了在变速追踪和稳定运动时的3自由度悬架系统的动力学模型。提出了在空间机器人地面试验系统装置中,保证吊丝偏角很小且拉力与物体重力相等,利用加速追踪和运动调整,使得悬架模块中悬架点和悬架物体在水平面中同步运动,实现长时间模拟太空物体运动。利用数值计算方法对所推导的3自由度悬架系统的动力学模型进行求解,并结合所设计装置的参数进行两种不同跟踪方法的对比,仿真结果论证了通过滑动块合理的轨迹规划,可以用悬架模块实现空间飞行器在地面进行微重力模拟试验,也为设计方案时提供了理论指导和验证。     

基于螺旋理论的多连杆独立悬架运动空间分析

将螺旋理论应用于多连杆独立悬架运动空间分析中,采用螺旋理论中的运动螺旋来表示悬架的自由度和约束,并对悬架进行自由度和约束分析,总结出求解独立悬架这一类运动空间的分析方法,并举出算例.通过运动仿真来实现车轮在上、下跳动时悬架的复杂空间螺旋运动轨迹,这对研究汽车乘坐舒适性有很大帮助.     

基于运动学橡胶衬套对独立后悬架性能影响

利用空间机构运动学和数值计算方法建立刚性连接的H臂型独立后悬架系统,分析不考虑衬套特性的悬架性能参数;简化衬套为线弹性模型,建立含衬套特性的悬架数学模型,并改变衬套刚度,利用MATLAB计算,对比分析悬架参数变化。理论计算表明,衬套刚度对悬架的操纵稳定性有一定影响,可通过适当的增加衬套的刚度,从而增加悬架的操纵稳定性。利用ADAMS/CAR建立仿真虚拟样机,仿真结果验证了数学模型的准确性。研究结果为悬架衬套的优化设计提供了参考。     

单斜臂式悬架刚度与阻尼特性设计计算与仿真

基于空间机构理论中的坐标系变换方法,对单斜臂式悬架绕空间轴线旋转的斜臂进行了运动学分析,并详细推导了悬架等效刚度及阻尼系数与悬架弹性元件刚度和减振器阻尼系数之间的关系,得到了悬架等效刚度和阻尼系数特性在车轮弹跳过程中的变化规律,在此基础之上编写了计算程序用以方便地进行悬架设计的工作。为验证计算结果的正确性,采用虚拟样机技术建立了悬架结构模型进行仿真。     

汽车半主动悬架数学模型与模糊控制研究

为了简化半主动悬架的数学模型及其模糊控制的研究,比较了汽车悬架四自由度模型和二自由度模型的运动微分方程,并据此推导出模型简化需要满足的条件.在此基础上,建立了半主动悬架二自由度模型,制定了模糊控制规则,并通过Matlab软件进行了仿真计算.仿真结果表明,所提出的模糊控制方法能显著提高悬架的平顺性.     

双横臂独立悬架导向机构硬点匹配设计

介绍了根据整车参数,在满足悬架性能的基础上,匹配设计悬架导向机构硬点的方法.以国内一款正在研发的电动小车为例,计算了与小车相匹配的双横臂独立悬架导向机构硬点位置坐标,在ADAMS/CAR下建立了小车悬架模型,仿真结果表明初次匹配的悬架导向机构基本合理;并通过ADAMS/INSIGHT,对悬架定位参数的影响因子进行了分析,重新匹配计算了硬点坐标,仿真验证重新匹配的机构更能满足设计要求.研究结果为悬架设计的研究提供了参考.     

汽车变速器自由度计算方法研究

根据新建立的平面机构、空间机构与结构自由度的计算公式,进行了理论分析与计算研究,发现现有汽车自动变速器轮系部分机构运动简图普遍表达不清晰,原因是由现有轮系自由度计算公式引起的。利用传统契氏公式、[K]公式和新公式对其自由度进行验证计算,结果表明：现有轮系自由度计算公式易于出错,而利用新公式计算自由度,能使自动变速器的结构原理更具科学性、可靠性和结构的真实性。     

单自由度车辆悬挂系统非线性振动特性研究

对非线性弹簧与阻尼共同作用下的单自由度车辆悬挂系统进行振动特性研究.在研究中,建立单自由度非线性系统动力学模型,利用Melnikov方法分析悬挂系统发生混沌的临界条件,求出悬挂系统发生斯梅尔马蹄意义下混沌时的轨道激励幅值阈值,同时分析非线性刚度、悬挂阻尼等参数对悬挂系统混沌区域的影响.在进行单自由度车辆悬挂系统参数设计...     

基于俯仰角加速度的驾驶室悬置系统修改

采用柔性化的驾驶室建立驾驶室悬置系统的多体动力学模型,通过道路试验测得仿真模型的激励和验证信号,从自由度、加速度均方根值和系统模态等三个方面验证了模型的正确性。以俯仰角加权加速度均方根值为优化目标,在频域内对驾驶室悬置参数进行了正交试验匹配,使得不同车速下座椅处的俯仰角加权加速度均方根值平均降低14%,垂向加权加速度均方根值平均降低9%,驾驶室悬置动扰度平均降低18%。最后重新设计了驾驶室前后悬置弹簧。     

平面变自由度机构运动顺序的研究

变自由度机构各构件之间运动关系的分析和研究,对机械系统顺利完成其预定工艺要求和在特定情况下实现机构的特殊输出等都有极其重要的意义.通过对平面多自由度机构在考虑摩擦力、重力等情况下的运动顺序进行分析,为理解机构运动时其内部机理以及机构安全保护等方面的研究提供了理论依据.     

基于垂向性能研究的新型悬架参数设计

设计了一种用于四轮独立转向独立驱动电动轿车的独立悬架,该悬架采用双横臂、螺旋弹簧结构,悬架连接带轮毂电机的大质量电动车轮。对悬架系统进行简化,建立了悬架二自由度振动模型,采用均方根值分析方法,计算出振动系统的频率响应函数及振动响应的均方根值(包括车身加速度均方根值、车轮相对动载荷均方根值及悬架动挠度均方根值),基于悬架参数对电动车辆垂向性能的研究,提出了新型悬架弹簧刚度和减振器阻尼系数的设计方法,结合仿真及实验验证了设计方法的合理性。     

振动筛3自由度动力学模型及应用研究

针对当前多以3自由度动力学模型对振动筛进行动力学研究,基于牛顿法建立了3自由度的振动筛动力学模型,并利用Matlab编程求解其数值解。对某沥青搅拌设备的振动筛进行了3自由度模型计算,计算结果较为完整的描述了振动筛的振动过程,符合振动筛的实际工况。     

全移动副平面机构的运动研究

运用空间机构的自由度计算公式,导出全移动副平面机构的自由度计算公式;通过三杆三移动副、四杆四移动副、五杆五移动副的平面机构分析与计算,说明全移动副平面机构的自由度计算公式的正确性,并指出该公式的使用条件;针对四杆平面全移动副缓冲器的实际应用,分析该缓冲器的自由度计算、效率、正常工作条件等问题.     

模糊控制技术及其在汽车半主动悬架中应用

建立了４自由度汽车半主动悬架系统的数学模型,采用模糊控制策略,对半主动悬架系统进行了计算机仿真。在此基础上,设计开发了以８０９８单片机为主控器件的半主动悬架模糊控制系统,并对自行研制的半主动悬架系统进行了实车道路试验。仿真计算和实车试验结果较吻合,其结果均验证了半主动悬架系统在减少振动,提高汽车行驶平顺性方面要优于传统被动悬架系统。