连通式油气悬架整车建模与平顺性优化

为改善某连通式油气悬架工程车辆的平顺性,基于7自由度整车数学模型,建立整车Simulink模型与液压系统AMEsim模型的联合仿真系统,将白噪声法生成的四轮相关路面时域模拟信号作为仿真激励,进行联合仿真分析。在确定车辆平顺性评价指标后,选择影响车辆性能的可优化悬架参数,建立目标函数和约束条件,应用改进的多目标遗传算法优化求解。将优化前后的参数值分别代入联合仿真模型,仿真结果显示,在50 km/h车速下,车身垂向加速度均方根值降低42%,车轮动载荷均方根平均值降低44.2%,悬架动行程均方根平均值提高32.6%;在不同车速下,车辆的平顺性均得到大幅提高。     

人－车－路耦合系统振动分析及舒适度评价

基于人体动力模型和7自由度全车模型,路面采用Kelvin地基上Euler梁进行模拟,通过车轮与路面接触处的位移协调方程和车路相互作用力的平衡关系建立人－车－路耦合振动方程,采用New-mark积分法对方程组进行求解。对小型汽车在路面上行走过程进行了仿真分析,采用乘坐舒适度指标对人体振动舒适性进行评价,为从乘坐舒适度角度来评价路面不平顺提供了理论依据,并对路面级别、车速、乘坐者数量以及车辆各参数对系统振动的影响进行了初步讨论。     

履带车辆不平路面越野平均速度预测方法研究

为了研究路面不平度对履带车辆越野平均速度的影响规律,本文建立了履带车辆多体动力学模型,提出了振动响应指标并通过试验验证了模型的可信性;根据试验设计进行仿真计算,建立振动响应与车速、路面不平度间的近似模型;以振动响应指标的门限值为约束条件,采用目标寻优方法拟合了路面不平度与车速间的数学关系,提出了随机不平路面条件下的越野速度预测方法。应用该方法计算了车辆通过某试验场综合路面,结果表明：所建模型可以反映路面不平度对车速的影响,为车辆机动性预测提供了有效的量化手段。     

履带车辆不平路面越野平均速度预测方法研究

为了研究路面不平度对履带车辆越野平均速度的影响规律,本文建立了履带车辆多体动力学模型,提出了振动响应指标并通过试验验证了模型的可信性;根据试验设计进行仿真计算,建立振动响应与车速、路面不平度间的近似模型;以振动响应指标的门限值为约束条件,采用目标寻优方法拟合了路面不平度与车速间的数学关系,提出了随机不平路面条件下的越野速度预测方法。应用该方法计算了车辆通过某试验场综合路面,结果表明：所建模型可以反映路面不平度对车速的影响,为车辆机动性预测提供了有效的量化手段。     

矿用自卸车乘坐舒适性试验研究

车辆舒适性对驾驶员的身心健康有严重的影响。为了研究矿用自卸车在随机路面的乘坐舒适性问题,本文以某110吨矿用自卸车为研究对象,建立了整车十自由度动力学模型,分析车辆舒适性的影响因素,并选择了矿区随机路面进行现场试验测试和分析,得出了不同工况下路面激励的时域响应、频域响应以及车辆的乘坐舒适性。结果表明随着车速增加,路面激励加速度的大小和频率都增大,导致车辆舒适性变差;随着车辆载重增加,路面激励的频率减小,车辆的舒适性提高。     

基于刚弹合成模型的重型汽车平顺性灵敏度分析

针对车体弹性和车辆参数对重型汽车平顺性影响问题,给出了两端自由等截面梁刚弹合成理论,建立了重型汽车刚弹合成模型及其平顺性频域分析方法,基于与多学科优化设计软件Isight联合仿真的方案,采用最优拉丁超立方试验设计对重型汽车平顺性进行了灵敏度分析。研究表明:影响重型汽车平顺性的主要因素为路面等级、车速、悬架刚度和阻尼、轮胎刚度和车体刚度,其中车体刚度主要影响车体上各点的垂直加速度,结果为重型汽车行驶平顺性的性能改善和优化奠定基础。     

考虑路面不平顺随机性的汽车过桥动力响应分析

为分析考虑随机路面不平顺情况下的车辆过桥动力响应,建立了随机汽车-桥梁耦合振动模型,路面不平顺采用路面谱进行模拟转换,引入概率密度演化方法对系统的随机响应进行计算,通过2个算例进行了验证:与经典算例进行对比验证模型的可靠性;与蒙特卡洛法对比验证了概率密度演化方法计算随机车-桥系统动力响应的精度及效率。2个算例证明了该随机振动系统模型计算结果可靠,同时概率密度演化方法能够在保证精度的前提下有效提高计算效率。对不同道路不平度、不同车速情况下的车辆、桥梁随机响应进行分析,结果表明:车速对桥梁响应均值的影响不敏感,对车辆响应均值影响较大;桥梁与车辆响应标准差均随车速增大而增大。不同道路等级工况下,桥梁位移与车辆加速度概率最大值总体上都随车速增大而增大;在不同速度工况下,桥梁位移与车辆加速度概率最大值随着道路等级变差而明显增大。     

基于遗传算法的连通式油气悬架平顺性与道路友好性参数优化

为了改善大型工程车辆平顺性和道路友好性,以七自由度整车连通式油气悬架为研究对象,建立了考虑各元件非线性、路面输入四轮相关性的ADAMS/Simulink/AMESim联合仿真模型及多目标优化函数,并应用遗传算法进行联合仿真优化。结果表明：在车速为60Km/h情况下,与优化前相比,车身总加权加速度均方根值降低了42.5％,平顺性得到大幅改善,道路友好系数降低了4.5％,道路友好性也得到小幅改善。基于遗传算法的多软件联合仿真优化方法可同时提高车辆平顺性与道路友好性,并为今后多轴车辆底盘性能的仿真研究提供了参考。     

汽车半主动空气悬架参数自调整模糊控制

建立两自由度1/4车辆半主动空气悬架的非线性动力学模型，提出一种基于参数自调整的模糊控制系统结构的模型，并以C级路面为随机输入，对空气悬架系统进行了仿真分析。研究结果表明：该控制方法能够使车身垂直振动加速度、悬架动挠度和车轮动载荷得到较大的衰减，提高了汽车的操纵稳定性能和平顺性能。     

高地隙喷雾机车液耦合作业平顺性优化

针对高地隙喷雾机作业时其平顺性不佳的问题,建立ADAMS软件高地隙喷雾机虚拟样机仿真模型,并基于谐波叠加原理建立适应于高地隙喷雾机田间作业工况的E等级随机路面模型。考虑液体晃动对高地隙喷雾机作业的影响,建立药箱液体受迫晃动模型,并对其随机加速度激励进行研究,结果表明液体晃动程度受侧向和纵向加速度影响较大。根据药箱液体受迫晃动模型建立高地隙喷雾机车液耦合模型,对高地隙喷雾机不同车速、不同充液率、不同悬架参数工况下的高地隙喷雾机平顺性进行研究,得出各因素对高地隙喷雾机作业平顺性的影响规律,并优化最佳悬架参数,提高了高地隙喷雾机作业平顺性。     

矿用自卸车乘坐舒适性试验研究

车辆舒适性对驾驶员的身心健康有重要影响。为研究矿用自卸车在随机路面上行驶时的乘坐舒适性问题,以某110吨矿用自卸车为研究对象,建立整车10自由度动力学模型,分析车辆舒适性的影响因素,并选择矿区随机路面进行现场试验测试和分析,获得不同路面激励工况下的时域响应、频域响应以及车辆乘坐舒适性。结果表明随着车速增加,路面激励加速度的大小和频率都增大,导致车辆舒适性变差;随着车辆载重增加,路面激励频率减小,车辆舒适性提高。     

铁路曲线连续梁桥车桥耦合振动研究

以某铁路曲线连续梁桥方案为例,讨论了大跨度铁路曲线梁桥的车桥耦合振动。在对曲线梁桥车桥耦合振动的分析中,建立了具有35个自由度的铁路车辆曲线通过模型动力方程和曲线梁的动力模型及其动力方程;应用了一种基于激励非线性振动的数值方法算法,并在WINDOWS9X／2000／XP工作环境下利用POWERSTATION和 VISUAL C 完成了计算程序的编制,取得了较好的计算结果。分析中将车辆和曲线连续梁桥分为两个由非线性轮轨接触力所联系的振动子系统,通过迭代法进行求解,轨道不平顺采用在给定轨道条件下的人工模拟不平顺,在分析过程中计入了不同车速对曲线通过的车辆及曲线连续梁桥振动的影响。     

纯电动物流车动力学建模及仿真优化分析

针对改善纯电动物流车的平顺性问题,以企业某车型为研究对象,利用动力学软件Adams/Car,建立基于四柱试验台的纯电动物流车动力学模型;以前、后桥的减振器阻尼参数和驾驶室悬置参数为优化变量,驾驶室座椅导轨处y向和z向的振动响应为优化目标,利用最优拉丁超立方设计方法对优化变量进行灵敏度分析,确定需要优化的多个主要影响变量,通过多目标遗传算法NSGA-Ⅱ（Non-Dominated Sorting Genetic Algorithm II）对其进行优化;最后在水泥路面工况下,针对不同车速对整车动力学模型进行平顺性仿真试验。分析结果表明,优化后的座椅导轨处y向和z向的加速度功率谱密度曲线峰值降幅明显,整车动力学模型的仿真精度大幅提高,平顺性得到显著改善。     

磁流变阻尼器建模及在座椅减振中应用

车辆座椅系统对汽车平顺性以及驾乘人员的舒适性有着重要影响,磁流变阻尼器阻尼可控的特点可有效降低车辆在行驶过程中的振动。对座椅用磁流变阻尼器进行阻尼特性试验,使用遗传算法对阻尼器的Bouc-Wen模型进行参数识别。通过分析单自由度座椅系统的受力情况,建立车辆座椅悬架系统单自由度动力学模型,设计出用于座椅磁流变半主动悬架的开关天棚半主动控制策略并进行仿真。结果表明:使用遗传算法识别的参数及辨识出的模型均能满足要求。采用磁流变半主动座椅悬架后,相对于被动座椅悬架,座椅加速度峰值降低17.4%,座椅加速度均方根值减少13.1%,平顺性有明显的提高。     

离散支承梁分段动力学建模方法

摘 要：为改善某汽车乘坐舒适性,采用滤波白噪声法建立四轮路面激励模型,根据拉格朗日方程和达朗贝尔原理建立8自由度整车平顺性模型,在Matlab/Simulink中进行仿真实验。利用田口方法,综合考虑随机干扰因素与可控设计变量对汽车平顺性的影响,设计正交表;通过对实验数据进行信噪比计算和方差分析,得到各随机干扰因素对汽车平顺性的影响规律与各可控设计变量对汽车平顺性的贡献率,优选出最佳参数组合。优化后,座椅垂向加速度均方根值在各工况下均明显减小,汽车的平顺性及其稳健性显著提高;操纵稳定性也有较小幅度的提升,验证了平顺性稳健优化的可行性。     

基于链环不均匀系数的履带车辆行驶平顺性分析

履带车辆具有接地比压小、通过性能好等优点,但恶劣的工作环境使履带行走装置受到的振动较大,对其行驶平顺性有很大的影响。为此提出一种基于链环不均匀系数的履带车辆行驶平顺性分析方法。首先,通过分析链环不均匀系数的相关理论,得出影响不均匀系数的主要因素是履带链节距和驱动轮的根圆半径。然后,基于RecurDyn动力学软件Track （LM）子系统,分别对不均匀系数为1.043和1.094的履带行走装置建模,并且在硬质地面匀速运动工况下进行动力学仿真,分别从履带板与地面间作用力、履带板与驱动轮间作用力、支重轮与地面间作用力三方面分析讨论不均匀系数对车辆平顺性的影响规律。结果表明,通过减小履带链节距可以减小不均匀系数,且链环不均匀系数为1.043时对车辆行驶的平顺性影响显著大于1.094时的,这为履带车辆的设计研究提供了实际的参考价值。     

城市轨道车辆车体横向振动的仿真

为了研究某城市轨道车辆在轨道不平顺激励下的车体横向振动响应,并对车体振动情况做出评价。先对城轨车辆模型进行了简化并建立计算模型;然后对轨道不平顺进行了描述并将轨道不平顺的空间域功率谱转换为时频域功率谱;再利用PROE软件建立了车体的三维模型,用动力学仿真软件SIMPACK建立轮轨模型与车辆仿真模型。将轨道不平顺作为激扰函数,输入到轨道车体振动系统仿真模型中,从而得出车体的横向振动响应,并对车体的横向振动特性做出评价。     

基于车辆振动响应反向分析的路面等级辨识方法EI北大核心CSCD

提出一种利用希尔伯特黄变换和概率神经网络进行车辆振动响应反向分析的路面等级辨识方法,为主动悬架控制提供有效信息。建立车辆模型和随机输入路面模型,利用希尔伯特黄变换对不同等级路面下的车辆振动响应仿真数据进行分解变换,得到车辆振动响应的瞬时能量;提取瞬时能量的敏感特征参数,利用概率神经网络训练路面分类器,确定路面等级与特征参数范围的映射关系,完成路面等级分类器的设计;利用加速度传感器采集车辆在典型路面下的振动响应数据,提取试验数据的特征参数,并将其输入到训练完成的路面分类器中,实现试验路面等级辨识。辨识结果表明,基于车辆振动响应的反向分析法,结合希尔伯特黄变换和概率神经网络,可以实现对车辆当前行驶路面等级的辨识。     

履带车辆紧急制动动力学仿真分析

摘 要：基于虚拟样机技术,用ADAMS/ATV模块建立了某型履带车辆的紧急制动动力学模型。通过实车的行驶试验和紧急制动试验对模型进行了VV&;A验证,结果表明所建动力学模型在反映履带车辆行驶及紧急制动动力学行为方面能够满足工程分析的需要。将其作为分析平台,对履带车辆进行了紧急制动动力学仿真分析,分析了3-6档平均车速下紧急制动的动力学响应;并通过紧急制动仿真实验得到了履带车辆的制动特性图。     

基于随机振动模型的重载铁路拱桥吊杆应力冲击系数研究

为研究重载列车动力荷载作用下大跨度中承式拱桥吊杆的应力冲击系数问题,提出了基于车-线-桥耦合动力学和虚拟激励法的吊杆随机动应力分析方法。采用多体动力学理论建立具有二系悬挂的质量-弹簧-阻尼系统车辆模型;采用有限元方法建立轨道-桥梁有限元模型;基于等效Hertz线性轮轨接触关系建立列车-轨道-桥梁耦合系统动力学方程。通过虚拟激励法将轨道不平顺转化为一系列竖向简谐不平顺的叠加,将非平稳随机振动问题转化为确定性的时间历程问题,建立了列车-轨道-桥梁耦合时变系统随机振动计算模型。基于该模型,以蒙华重载铁路某中承式拱桥为研究对象,研究了不同位置吊杆应力冲击系数的不均匀性,并分析了车速和轨道不平顺等级对吊杆应力冲击系数的影响规律。结果表明:吊杆动应力均方根峰值和应力冲击系数受轨道随机不平顺激励和车速的影响显著,并均随着轨道不平顺等级的降低而增大;吊杆最大动应力均值受车速影响较小。