赛车转向梯形建模及优化设计

为了减小某FSAE赛车转向时转向轮的磨损,在ADAMS软件中,建立了该赛车前悬架和转向系统的模型,并进行了前轮同向跳动仿真和向右转向仿真。借助于ADAMS/INSIGHT软件,通过选取两组不同权重系数,对转向梯形的断开点位置进行了多目标优化设计,再次进行双轮同向跳动仿真和转向仿真。仿真结果表明,优化后的车轮前束角变化量减小,转向特性曲线更加接近理想转向特性曲线。     

基于遗传算法的FSC赛车转向梯形设计及优化

转向系统的设计及优化一直是大学生方程式赛车操控性能提升的关键技术之一,逐渐成为各参赛车队深入研究的新热点。以赛车动力学理论为基础进行赛车转向运动学设计,推导了刚体轮胎和考虑轮胎侧偏角的阿克曼转向理想模型,以此为目标函数,建立了基于遗传算法的转向梯形断开点优化模型,最后结合整车仿真对两种优化后的转向梯形进行对比,结果表明:考虑轮胎侧偏角的阿克曼转向梯形能使外侧车轮获得更大的转角,减小赛车转弯半径,可提高赛车在弯道中的操纵性能,证明应在赛车转向梯形的设计过程中充分考虑轮胎侧偏角的影响;基于遗传算法优化后的转向梯形与理想的阿克曼转向模型符合度很高,有效地缩短了赛车研发周期。     

基于ADAMS的转向梯形分步优化设计

以某越野车为研究对象,利用ADAMS/Car软件建立前悬架和转向模型,进行轮跳和转向仿真试验分析。在优化转向梯形关键点(断开点、硬点)使汽车(前轮)前束角和阿克曼误差尽量满足理论要求的前提下,建立整车虚拟样机模型,以稳态回转试验的综合评价计分值最大为优化目标,对转向梯形关键点进行第二次优化设计,得到转向梯形关键点位置坐标的最优值。结果表明:该方法使转向梯形的设计更为精确、合理,优化设计后整车转向性能得到了较好的提升。     

基于ADAMS的叉车转向动力特性分析

研究了主销内倾角对叉车转向的影响．利用ADAMS建立叉车转向系统的虚拟样机,从整车分析,改进并得到叉车由于主销内倾角而产生的回正力矩数学模型,通过仿真得出回正力矩随转向角的变化曲线．以主销内倾角为变量,回正力矩最大为目标函数,对样机进行优化．优化后回正力矩明显增强,液压缸活塞产生的力矩变小,节约了能源．对优化后的模型进行了自回正特性分析,可为叉车转向机构的设计提供参考．     

尾翼攻角变化对方程式赛车性能影响的虚拟试验

为对比方程式赛车尾翼攻角不同时的性能。应用ADAMS建立了某方程式赛车的虚拟样机模型,并考虑了非线性因素及空气动力特性。通过与实车试验结果的对比,验证了虚拟样机模型的准确性。在此基础上,提出了一种切实可行的方法在仿真中计入了尾翼的空气动力特性。并根据不同攻角时的尾翼升阻特性,对尾翼攻角不同时的各项性能进行了对比。对比结果表明,攻角的增大对赛车的直线加速性能影响很小,提高了赛车的瞬态响应性能和侧风稳定性,但加重了赛车的不足转向特性。     

工程车辆双横臂式独立悬架断开式转向桥优化设计

以某型超宽、超重型工程车辆为研究对象,应用ADAMS仿真软件,建立了该工程车辆前悬架及转向系统虚拟样机模型,以轮胎上下跳极限位时的主销转角为优化目标,对转向桥断开点进行DOE分析。通过计算实例,使转向车轮实际转角接近理论转角,转向梯形机构有较大的传动角,给出了求解双横臂式独立悬架转向梯形断开点以及转向梯形的设计、计算方法。     

FSC赛车前悬架的运动学设计及优化

随着FSC赛车技术水平不断地提高,悬架系统的设计与优化成为各赛车队争相研究的新热点。以赛车动力学理论为基础进行悬架几何设计,采用Solid Works软件建立某赛车的前悬架三维模型;在ADAMS/Car环境下建立了赛车前悬架转向运动学仿真试验台,结合平行轮跳试验对前悬架运动学特性进行仿真研究;最后以悬架硬点坐标为优化变量,以减小四轮定位参数变化范围为优化目标,运用ADAMS/Insight模块建立了多变量多目标的悬架几何优化模型。仿真结果表明:给出的悬架几何设计方法有效地缩短了赛车研发周期,优化后的悬架几何使得四轮定位参数在轮跳中的变化范围明显减小,有利于赛车操纵稳定性能的提升。     

汽车转向机构建模及优化

运用ADAMS动力学分析软件建立了汽车转向机构的参数化模型。在对汽车转向机构中的转向梯形进行仿真分析的同时,简单分析了悬架系统对汽车转向的影响。考虑到转向梯形机构的转向臂以及梯形底角对汽车内外转向角的影响是最大的,利用ADAMS自带优化程序创建设计变量对梯形机构的关键点进行优化计算,优化过程中将悬架机构和转向梯形机构作为不同机构,仅对转向机构进行迭代优化,得到转向臂和梯形底角的最优参数。通过对比优化前后的内外转向角随时间变化的规律,可以明显观察到,优化后的转向角之差是小于优化前的,转向特性曲线更加接近理想值,提高了汽车的安全性,增加了轮胎寿命。     

FSAE赛车转向梯形结构参数分析与优化

为了优化转向梯形结构设计,建立了断开式转向梯形结构数学模型。考虑到转向过程中侧偏力对轮胎转角的影响,通过角位移传感器采集数据,对理想阿克曼转向轮转角进行矫正。利用MATLAB软件绘制了理论和矫正后的内外转向轮转角关系曲线,并根据内外转向轮转角关系曲线和阿克曼率优化了转向梯形结构设计,满足了赛车转向性能要求。     

基于二阶响应面法的车辆转向机构稳健设计

综合考虑转向机构存在的不确定性运动误差,运用正交试验方法对某型车整体式转向机构进行了设计研究。以转向梯形臂长度、转向梯形底角为设计变量,以主销内倾角、主销后倾角、前轮外倾角和前轮前束为噪声因素,建立了基于二阶响应面的转向机构模型,并应用该模型对其进行了优化设计。通过与传统方法的结果对比,验证了本方法的先进性和有效性,为汽车转向机构的设计提供了新的方法。     

基于Elman神经网络的赛车操纵动力学逆向研究

以进行汽车操纵动力学逆向研究为目的。以某方程式赛车为例,建立了计入空气动力特性的多体动力学整车模型.在通过试验验证其准确度的基础上,利用Elman神经网络建立了单移线工况下的侧向加速度、横摆角速度与方向盘转角之间的非线性映射关系.神经网络的验证结果表明,利用Elman神经网络进行汽车操纵逆动力学的研究方法是可行的,并且学习速率较快,识别精度较高。     

汽车起重机转向梯形机构遗传算法优化

在满足传动性能和边界约束条件下，根据汽车起重机转向机构的内、外转向轮理想的转角关系，以内侧转向轮理论转角和实际的内轮转角之间均方根误差最小为优化目标，建立了优化设计的数学模型。由于传统的优化方法存在着求解过程复杂和寻优过程容易陷入局部最优解的问题，故应用matlab遗传算法工具箱寻求最优解，使求解过程得到简化，能可靠地获得全局最优解。     

污水罐在线清洗车转向系统设计与研究

设计了一种污水罐在线清洗车,重点对新型污水罐在线清洗车转向系统进行优化设计。根据Ackerman转向原理,将清洗车转向系统的实际转角关系无限趋近于理论转角关系作为优化目标,运用最小二乘法对转向梯形机构进行优化,得到了整体最优解,以此作为转向系统梯形机构的初始参数,依据现场工况对转向系统重要零部件进行设计计算,建立各主要零部件的几何模型,并进行运动仿真。内外侧车轮转角曲线与理论曲线较为接近。车轮的极限转角远远大于普通车辆的极限转角,从而能够满足清洗车转向系统较高的机动性的设计要求。     

整体式转向梯形机构的优化设计

介绍了整体式结构的转向梯形设计过程。通过数学方法推导出了保证转向车轮在转向过程中不产生托滑时理论上内外轮转角之间的函数关系,并且推导出了实际内外转向轮转角之间的函数关系,建立某一时刻实际转角和理论转角之间误差的数学表达通式,利用MATLAB建立目标函数,加上条件约束,使用MATLAB优化工具计算出某工程车辆最适合的转向梯形结构参数。     

基于MATLAB优化工具箱的整体式转向梯形优化设计

针对整体式转向梯形,对其空间结构和前轮定位参数进行合理的简化。对初步选定的转向梯形参数,以外转向轮转角相对误差建立目标函数模型,利用MATLAB优化工具箱对目标函数模型进行优化。同时,MATLAB优化工具箱通过改变变量参数,即可实现不同参数的整体式转向梯形的优化设计。     

电动固定平台搬运车四轮转向系统的分析与设计

确定了电动固定平台搬运车四轮转向系统的总体结构布置,基于两套交叉式双梯形转向机构的运动分析和四轮转向瞬时转动条件的分析,建立了前后转向轮之间的转角关系和机构优化设计模型,运用MATLAB优化工具箱获得了具有应用价值的设计结果。     

基于状态观测器的主动前轮转向研究

应用拉格朗日方程建立汽车主动前轮转向的动力学模型,并以转向盘转角、横摆角速度和侧偏角为优化目标,设计线性二次型调节器（LQR）。调节器中,通过横摆角速度和侧偏角的共同反馈控制助力电机的转角。由于质心侧偏角信号难以直接测量,设计了状态观测器对该信号进行估计。通过MATLAB进行仿真计算,结果表明, LQR优化控制能有效地改善整车的转向特性,提高汽车的操纵稳定性。     

运用网格法对汽车梯形转向机构的优化设计

汽车转向机构直接影响汽车操纵稳定性、安全性和轮胎使用寿命。优良的转向机构,可以使汽车转弯行驶时,车轮作无滑动的纯滚动运动,以减少轮胎磨损和动力消耗[1]。探讨高等机构学在乘用车梯形转向机构优化设计问题的应用,在基于空间机构的原理上所建立的模型能较为全面地反映汽车转向特性,以C型汽车为原型探讨了汽车前轮转向梯形机构的优化设计问题。     

汽车全液压式转向机构优化设计

利用动力学分析软件ADAMS，从汽车转向运动学出发，对SGA3550自卸式汽车全液压转向机构进行设计。以汽车转向时实际转角与理论转角的误差最小为目标函数，以转向梯形底角和梯形臂长为设计参数，对转向机构进行了优化设计。并通过对转向过程的仿真分析，比较了不同液压系统设计方案对转向机构性能的影响。给出了全液压式转向机构液压部分的设计计算过程。     

基于MATLAB的断开式转向梯形机构的优化设计

以与某汽车齿轮齿条式转向器配用的转向传动机构为实例,在传统的转向系设计中引入Proe软件建立断开式式转向梯形机构的三维运动实体分析模型,并利用MATLAB中的最小二乘法进行转向梯形的优化设计。通过对比了优化前后的特性曲线,表明优化之后的转向梯形使车轮在转向时左右车轮转角更加符合理论转角关系,从而降低了轮胎磨损,提高的行车平顺性和安全性并更好的保证汽车转弯时车轮作无滑动的纯滚动运动。