重型半挂车的动力学建模及侧倾稳定性分析

在Matlab/simulink中建立重型半挂车的数学模型及动力学仿真模型,进行变车速阶跃转向输入下,车辆结构参数对其侧倾稳定性影响的仿真分析。得出重型半挂车侧倾稳定性与主要结构参数和不同车速间的内在关系,为重型半挂车侧倾稳定性设计提供理论依据。     

罐式半挂车侧倾稳定性动态耦合仿真

针对传统罐式半挂车液固耦合困难的问题,采用等效机械摆模型模拟圆柱罐体内的液体晃动,利用Trucksim多自由度车辆模型,实现了物理学摆模型与Trucksim模型之间的数据交互。突破了以往只能在恒定加速度下进行流体仿真研究的局限性,建立了基于动态特性的罐式半挂车侧倾稳定性模型。通过Trucksim-Matlab/Simulink联合仿真,在不同工况条件下研究了变充液比情况下罐内液体晃动所带来的冲击效应对罐式半挂车整车侧倾稳定性的影响。在实时动态条件下探讨了不同充液比时,侧向加速度侧翻阈值的变化情况。结果表明:罐式半挂车辆在充液比为0.6左右时侧翻阈值最低,其液体冲击效应在车辆完成规定动作过程中以及完成规定工况后均影响明显。     

重型半挂车的ADAMS建模及稳定性分析

由于重型半挂车极限工况稳定性通过试验研究难度较大,本文在ADAMS中建立了重型半挂车的动力学模型,通过进行方向盘阶跃输入和ISO移线的仿真分析,得到重型半挂车易发生的折叠危险工况并分析其产生原因。仿真结果表明,车辆动力学模型可以很好地仿真折叠工况下的车辆响应,为重型半挂车的极限工况稳定性研究提供准确参考。     

基于最优控制的重型车主动侧倾控制研究

针对重型半挂车的侧倾稳定性问题,建立了重型半挂车的动力学模型,并提出了一种基于回路传输恢复技术的LQG主动侧倾控制算法。设计各个车速下LQG控制器,并进行了阶跃转向工况下车辆的仿真。仿真结果表明:LQG主动侧倾控制算法有效提高了重型半挂车的侧倾稳定性。     

汽车磁流变减振器建模及其侧倾稳定性控制策略

首先建立了磁流变减振器外特性模型,以此为基础,提出了一种改进的天棚阻尼控制算法,实现了基于磁流变减振器的阻尼力主动控制,达到了控制车辆侧倾的目的。进行了CarSim和Matlab/Simulink联合仿真验证。仿真结果表明,所建立的磁流变减振器模型可以用于车辆悬架的控制研究,改进的天棚阻尼控制算法可以实现车辆的侧倾稳定性控制。     

考虑横向载荷转移的重型车辆建模研究

横向载荷转移是造成车辆侧翻的重要因素之一,在传统的计及侧倾的重型车辆动力学模型中并没有予以考虑,在对整车建模时假设簧下质量不存在侧倾角,对簧下质量单独分析时又考虑了其侧倾角,建模过程中各变量的正负号规定自成系统,没有统一的方向规定,造成对车辆的各部分受力分析不准确,本文建立的模型将横向载荷转移量作为一个变量来考虑,对整车建模时考虑了簧下质量侧倾角,统一了变量的正负号,建立了正确合理的适用于分析重型车侧倾稳定性的动力学模型。     

商用半挂车制动迟滞补偿系统设计与分析

针对商用半挂车制动迟滞问题进行了迟滞补偿系统设计与分析。搭建了商用半挂汽车列车制动系统试验台,对商用半挂汽车列车的制动迟滞特性进行了测试;在分析商用半挂汽车列车制动迟滞产生原因的基础上,设计了一套电控制动迟滞补偿系统;选取典型工况进行了系统硬件在环测试验证。结果表明,所设计的商用半挂车制动迟滞补偿系统能够有效缩短制动迟滞,显著提高整车综合性能。     

基于液固双向耦合的罐式半挂车侧翻阈值辨识

为了研究动态条件下液体晃动对于罐式半挂车侧倾稳定性的影响,基于Trucksim和Fluent建立了液固双向耦合仿真模型,并推导了其瞬时液体质心运动轨迹求解方程,在双移线工况下针对不同充液比、不同车速得出侧向力和侧倾力矩变化曲线,分析了液固耦合变化规律;利用微元法思想提取了液体质心,得出了不同充液比下罐内液体质心运动轨迹变化规律,并选取车辆侧倾角和侧向加速度作为侧翻阈值指标对罐式半挂车在该工况下的侧翻阈值进行辨识。结果表明:在充液比较低时,液体晃动对罐式半挂车侧倾稳定性影响占主导地位,且在充液比0.6左右时其侧翻阈值最低,在较高充液比范围液体总质量对车辆侧倾稳定性影响较大。研究结果可为后续罐体优化设计及防侧翻控制策略开发提供理论参考。     

简支梁桥稳定性分析

对简支梁桥侧倾稳定荷载的计算方法进行了探讨,考虑梁的横向弯曲、自由扭转、约束扭转,求出桥梁的侧倾应变能和外荷位势,由势能驻值原理可以得到桥梁的侧倾稳定方程。作为一个计算算例,计算了一个Ⅱ形桥梁的侧倾稳定性问题,计算结果表明,该桥梁不会发生侧倾失稳。     

非满载罐式半挂汽车列车侧倾稳定性评价改进算法

针对传统准静态(QS)方法在瞬时液体质心的求解和车辆侧倾模型两方面存在的缺陷和不足,改进了改良的方形和椭圆形横截面罐体内瞬时液体质心的求解过程,并推导了改良方形罐体内液体质心的求解公式。重新建立了车辆侧倾模型,避免了不常见和难获得车辆参数的使用,简化了侧倾极限值的求解。利用改进的QS方法通过Matlab对液体密度固定和载质量固定两种情况下的车辆侧倾极限值随充液比的变化进行了仿真。仿真结果表明:改进的QS方法可准确地预测车辆侧倾极限值。     

半挂汽车转向稳定性反馈线性化控制

建立了半挂汽车非线性动力学模型,分析了车辆在低附着系数路面上高速转向行驶稳定性。采用遗传算法和相平面法估计了行驶速度为16.7～25m/s时车辆稳态前轮临界转角。基于非线性反馈线性化跟踪控制理论,以牵引车横摆角速度和铰接角为控制对象,设计了半挂汽车前轮主动转向和鞍座直接横摆力矩联合控制的前馈和反馈复合控制器。车辆高速阶跃转向和单移线工况仿真结果表明:联合控制器对于提高半挂汽车横向稳定性效果较好。     

型材滚弯数值模拟及应力、应变分析

用通用显式动力分析软件ANSYS/LS-DYNA成功实现了对型材弯曲件滚弯及其回弹过程的数值模拟.模拟结果表明,型材滚弯成形过程中,型材腹板应力中性层和应变中性层内移,而且应力中性层内移量大于应变中性层内移量.回弹后,等效弹性应变和等效应力的峰值变小.分析了型材弹塑性弯曲卸载过程中腹板截面的切向应力变化,模拟结果与理论分析一致.     

校平、滚弯连续工艺下大尺寸板材残余应力

为了实现多工序条件下板材加工过程的应力演变分析,优化加工工艺,建立考虑初始残余应力的大尺寸板材校平、滚弯连续加工工艺下的有限元虚拟加工模型,分析连续加工过程对板材残余应力的影响.结果表明:校平过程使板材表面初始残余压应力向拉应力转变,对于板材心部的应力场影响较小.校平过程对板材表面的残余应力产生不利的影响.滚弯后表面都为压应力状态.而心部周向存在较高的拉应力状态.实验验证了有限元分析结果的正确性.     

铰接式车辆行驶稳定性的理论分析与数值计算

为了获得车辆稳定行驶的临界车速,对铰接式车辆沿直线或大曲率半径曲线行驶时的稳定性进行了研究。将铰接式车辆简化为前、后两车节组成的系统,考虑了轮胎侧偏特性和液压转向机构的弹性,建立了铰接式车辆行驶稳定性线性动力学方程。给出了铰接式车辆行驶稳定性的两种判别方法:特征值方法和时不变输入下稳态响应方法。给出了稳定性因数表达式和临界车速计算方法和公式。指出了铰接式车辆的两种失稳形式:由于轮胎侧偏导致的失稳和由于转向机构缺陷导致的失稳。初步讨论了铰接式车辆侧向运动的频率响应特性。给出了两种铰接式车辆的临界车速动力修改灵敏度分析方法:基于时不变输入下稳态响应方法的直接求导法和基于复特征值分析的特征值法。以ZL10装载机为例进行了实例数值计算,得到了该车的临界车速。     

工业建筑重型钢桁架整体稳定性分析

为分析重型钢桁架在横向荷载作用下的整体稳定性能,进而得到稳定系数公式,利用ABAQUS有限元程序建立基于梁单元的数值模型,通过线性屈曲分析确定钢桁架的合理初始几何缺陷形式,对其进行非线性荷载-位移全过程分析.探讨了上弦杆不同面外长细比时桁架整体稳定系数的变化规律,给出了稳定系数表达式,结果表明上弦杆面外长细比越小稳定系数增长的越快,并逐渐由失稳破坏转为强度破坏.在此基础上,考虑钢材强度、上下弦杆截面不等、荷载作用位置以及高跨比等参数的影响,以包络线形式给出了修正后的桁架整体稳定系数公式.