静态侧倾稳定角的计算与影响因素分析

综合考虑重型商用车横向稳定杆角刚度、轮胎垂直刚度和悬架组合角刚度等因素,建立了静态侧翻简化数学模型,计算出商用车的静态侧倾稳定角。基于ADAMS建立了商用车整车的刚柔耦合模型及翻转试验台,完成了模型求解。将模型结果与实车测试结果进行对比,结果表明:两者误差控制在1.4%。最后应用该数学模型分析重型商用车侧倾稳定角关键影响因素的主要参数。     

汽车静态最大侧倾稳定角及其影响因素敏感度分析

为更加准确地求解汽车静态最大侧倾稳定角,建立了综合考虑悬架组合角刚度和轮胎垂直刚度的汽车静态侧翻模型。应用该模型,对某型号客车的静态最大侧倾稳定角进行了计算,将求解结果和其他侧翻模型以及试验数据对比,结果表明该模型计算结果和试验数据很接近。利用该模型,还进行了侧倾稳定角主要影响因素的敏感度分析。     

汽车静态最大侧倾稳定角及其影响因素敏感度分析

为更加准确地求解汽车静态最大侧倾稳定角，建立了综合考虑悬架组合角刚度和轮胎垂直刚度的汽车静态侧翻模型。应用该模型，对某型号客车的静态最大侧倾稳定角进行了计算，将求解结果和其他侧翻模型以及试验数据对比，结果表明该模型计算结果和试验数据很接近。利用该模型，还进行了侧倾稳定角主要影响因素的敏感度分析。     

横向稳定杆刚度对乘用车操纵稳定性的影响研究

针对横向稳定杆对乘用车的操纵稳定性影响的问题,对横向稳定杆与整车抗侧倾能力的关系进行了研究。提出了一种简化的乘用车数学模型,并建立了整车侧倾角与横向稳定杆刚度的函数关系;通过对某乘用车简化数学模型的分析,得到了横向稳定杆刚度对整车侧倾的影响,并基于ADAMS仿真软件,对某乘用车进行了整车建模,在中间位置转向和稳态回转两种工况下进行了试验仿真,得出了前桥/后桥横向稳定杆刚度对该乘用车操纵稳定性的影响规律曲线。仿真分析结果表明:随着横向稳定杆刚度增加,车架侧倾角呈非线性递减,侧倾角曲线斜率逐渐减小,仿真结果与理论建模分析结果一致,为乘用车横向稳定杆的刚度设计提供了理论依据。     

汽车侧倾稳定性动态仿真(二)--试验校验和模型分析及应用

上文详细讨论了通过对独立悬架和非独立悬架侧倾运动特性的分析并结合采用已有的轮胎力学模型，建立反映独立悬架和非独立悬架侧倾运动特性的数学模型的方法。本文将介绍上述分析与汽车侧倾试验台实验结果的比较，证明数学模型对汽车侧倾稳定性的予测能力。文中还对建立数学模型时所作的简化和假设、数字模型中存在的不足之处以及未来的改进、应用和发展方向进行了讨论。     

应用变刚度横向稳定杆的客车侧倾控制

针对空气悬架客车侧倾稳定性差的特点,建立了含横向稳定杆的车身侧倾数学模型,分析发现增加横向稳定杆角刚度能够有效减小车身侧倾,但同时会增加车身侧倾角振动。为解决这一问题提出了在空气悬架客车上应用变刚度横向稳定杆,并给出了前、后悬架变刚度横向稳定杆角刚度关系式。利用ADAMS/CAR软件建立某空气悬架客车刚柔混合整车动力学仿真模型,对模型进行了单移线和B级随机路面仿真分析,确定了变刚度横向稳定杆角刚度曲线。仿真结果表明,应用变刚度横向稳定杆,能够在几乎不影响侧倾角振动的前提下,有效控制车身侧倾。     

重型多轴车辆互连油气悬架特性分析

以重型多轴车辆互连悬架系统为研究对象,建立了四轴互连油气悬架液压系统数学模型。模型中考虑了管路沿程压力损失、局部压力损失和油缸活塞杆运动摩擦力的影响,并进行仿真分析,通过台架试验验证了模型的正确性。基于互连油气悬架液压系统数学模型,对比分析了垂向和侧倾工况下互连悬架和独立悬架的刚度和阻尼特性,以及对互连悬架阻尼特性进行参数化分析。结果表明：在垂向工况下,互连悬架蓄能器内气体体积变化量相当于各活塞杆进出油缸的体积,与独立悬架蓄能器内气体体积变化量相等,因此互连悬架与独立悬架刚度特性相同,但其阻尼力大于独立悬架;侧倾工况下,互连悬架在增加侧倾刚度的同时也明显增大了阻尼力。两种工况下,独立悬架阻尼特性不变,互连悬架阻尼力随单向阀直径增大、阻尼阀直径增大、油管直径增大、油缸内径减小和活塞杆直径增大而减小。     

汽车侧倾稳定性的动态仿真(一) --数学模型的建立

本文通过对独立悬架和非独立悬架侧倾运动特性的分析并结合采用已有的轮胎力学模型，建立了反映独立悬架和非独立悬架侧倾运动特性的数学模型。在此基础上，根据汽车侧倾时悬挂质量对前后悬架的力和力矩作用来组合前后悬架，我们得到了双轴汽车在稳态转向时侧倾运动的数学模型。通过组合不同的前后悬架，这个数学模型可以反映各种悬架配置的双轴汽车。它主要是针对汽车进行稳态转向时的侧倾情况，考虑了汽车的结构参数、惯性参数以及悬架、轮胎的柔性形变对汽车侧倾运动特性和抗侧翻能力的影响。它可以用来计算一定横向加速度下汽车的侧倾反应和轮胎的载荷变化，也可以用来计算一辆确定的汽车在保持侧倾稳定性的前提下所能达到的最大横向加速度，还可以用来分析各项参数对汽车侧倾稳定性的影响。     

基于ADAMS电驱动铰接车行驶稳定性建模分析

针对电驱动铰接车行驶中出现的"蛇形"失稳等现象,对影响车辆行驶稳定性的因素进行分析。根据铰接车的结构特点,将其简化为三自由度的动力学模型,基于简化的单轨模型,利用拉格朗日方程建立铰接车单轨动力学数学模型。应用ADAMS建立铰接车整车多体动力学仿真模型,正确选择轮胎类型和路面模型,进行整车动力学仿真。获得整车的行驶速度、前后车节质心横摆角速度、铰接角等随时间变化曲线。重点分析不同的质心位置、转向参数、质量、轮胎侧偏刚度、悬架刚度和阻尼等参数对铰接车行驶稳定性的影响。仿真结果表明:质心位置靠近铰接点,增大转向刚度和阻尼,减小轮胎侧偏刚度,增大悬架刚度和阻尼,适当增加后车体质量,有利于提升电驱动铰接车的行驶稳定性。     

矿用汽车前悬架瞬态和稳态侧倾特性分析

侧倾特性是影响车辆平稳运行和安全行驶的重要因素,采用理论分析、仿真模拟和试验验证相结合的方法研究某款矿用自卸车前悬架的瞬态和稳态侧倾特性。结合油气悬架理论模型和台架试验分析结果,获得单气室油气悬架的非线性刚度和阻尼特性,分析悬挂缸的主要结构参数和工作参数变化对其输出特性所产生的影响;采用图解法确定独立前悬架侧倾中心的位置。建立矿用汽车独立式前悬架的数学模型和侧倾运动动态仿真模型,对前悬架的侧倾运动特性进行分析。通过仿真模型讨论油气悬架系统的阻尼孔面积、单向阀过流面积、初始充气量对质心侧倾性能的影响。采用正交试验的方法研究前悬架的稳态侧倾特性,最后通过灵敏度获得对悬架侧倾特性最敏感的变量。结果表明:油气悬架在抗侧倾能力上明显要优于其他类型的悬架     

非线性耦合油气悬架系统动力学建模与仿真研究

针对某型工程车辆的油气悬架系统,确定了含非线性刚度和阻尼的油气悬架和轮胎的数学模型,并根据虚位移原理推导了油气悬架恢复力和轮胎恢复力之间关系的解析表达式.结合工程实际,基于有限元动力学方法,采用连接单元来模拟非线性刚度和阻尼特性,建立了油气悬架和轮胎耦合的非线性悬架系统动力学模型,并通过施加正弦载荷、冲击载荷和阶跃载荷,揭示了油气悬架系统的特性.该方法为同类型悬架系统动力学建模提供了借鉴,结果为悬架系统和汽车系统动力学的研究提供了参考.     

载重越野车地形通过性仿真研究

为了对载重越野车辆的地形通过性指标进行评价,本文首先对车辆的轮胎、悬架等关键模型进行了分析,得出了轮胎内压与轮胎刚度基本成线性关系的事实,并建立了轮胎的粘弹性有限元模型.研究了悬架的刚度一阻尼模型,并以多体动力学理论建立了车辆的7自由度运动学模型.对比分析了微分一代数方程组解法的优缺点.采用Gear算法实现了方程组的解算.实车试验与仿真结果对比表明,本文建立的地形通过性仿真系统与实车测试有较好的吻合性.     

混合空气悬架客车侧倾稳定性分析

某型客车前后悬架均为混合空气悬架,需要对该型客车进行侧倾稳定性分析计算。首先,确定该客车前后悬架的侧倾中心和整车侧倾中心线;其次,计算出侧倾力臂、侧倾力矩;然后,推导了悬架侧倾角刚度计算公式,讨论了两种横向稳定杆垂直刚度计算方法——基于材料力学经典理论的方法和有限元分析法;最后,计算了该型客车的侧倾角刚度、整车在0．4g侧向加速度时的侧倾角,并根据相关标准对该型客车的侧倾稳定性进行了评价。这种客车侧倾稳定性分析方法适用于混合空气悬架的设计计算以及侧倾仿真模型的校核计算。     

基于Matlab的矿用汽车后悬架侧倾特性运动学分析

矿用汽车后悬架采用油气悬挂缸、横向导向杆、A型架的形式。运用运动学分析方法和向量复数法,在侧倾平面内建立横向运动模型,通过数学方法求解得到后悬架不同状态下的关键点的坐标值,建立车辆后悬架侧倾运动模型,基于Matlab对各点拟合获得悬架侧倾特性,定量描述后悬架的侧倾运动规律。结果表明,横拉杆在设计过程中应尽可能按照增大长度、减小初始安装角的原则进行设计;改变悬架的刚度是调整车辆侧倾特性的最关键因素。所采用方法能够更加全面的反映运动参数变化的全过程,对于分析机构性能及合理设计具有重要的指导意义。     

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。     

基于在环试验自卸车悬架系统操纵稳定性分析

不同形式悬架对整车操纵稳定性具有重要影响,针对前后桥不同形式悬架对操纵稳定性影响进行对比分析。基于悬架系统、轮胎等总成特性,在Truck Sim中搭建14自由度整车动力学模型,进行操纵稳定性开环试验仿真分析,分别进行方向盘角阶跃仿真、方向盘角脉冲仿真和稳态回转仿真试验;基于整车模型、驾驶员操作系统等搭建驾驶员在环仿真试验平台,进行闭环操纵稳定性试验仿真分析,选择双移线工况进行仿真分析;分别配备4种形式前悬架和2种形式后悬架组合的8个车型进行对比分析;利用虑道路跟踪好坏及驾驶员负担是否沉重对各车型进行对比评价分析。结果可知:配备复合连杆式前悬架的车型在操纵稳定性各方面指标都较好,双叉臂式悬架也具有同样的优越性,但是在稳态回转时侧倾角较大;配备单纵臂式悬架和烛式悬架的车型在操纵稳定性方面则表现的较差,不过单纵臂式悬架在自卸车稳态回转试验中表现出对侧倾角的控制作用。     

基于有限元技术的塔式起重机建模分析

基于有限元技术,利用有限元分析软件ANSYS对某塔式起重机进行有限元建模分析,对建模中的结构简化、单元选择、边界条件处理等进行了探讨和分析.并在此基础上对塔式起重机进行有限元求解分析,将分析结果与该塔机现场试验结果进行比较,验证了模型的可行性.     

基于多目标遗传算法的扭转梁式后悬架分析与设计

通过推导扭转横梁的剪切中心,建立了某扭转梁式后悬架等效侧倾运动学模型,计算得到了前束角、轮距以及侧倾中心随侧倾运动时轮跳的变化关系。利用多目标遗传算法,将悬架横梁的位置、衬套中心位置作为设计变量,以车轮运动的前束角、轮胎侧向滑移量以及静态侧倾中心高度为目标函数对数学模型进行了优化,一次性获得了所有的非支配解。通过获得的Pareto解的边界,选择合适的悬架侧倾运动学特性,可以指导扭转梁式后悬架的设计,大幅提高扭转梁式后悬架的设计效率。     

基于台架试验的轿车后扭梁悬架疲劳仿真研究

后扭梁悬架因其结构简单、成本较低且能满足一般的汽车动力学、运动学要求而被广泛应用于中低级轿车中。但由于后扭梁悬架既要保证足够的强度,以承受后轴的各种载荷,同时又要能提供合适的扭转刚度,以保证整车的侧倾刚度,导致后扭梁的受力比较复杂,高应力区域及危险区域也比较多。首先建立模拟后扭梁悬架台架试验的有限元分析模型,而后计算得到应力集中位置,并模拟后扭梁悬架台架试验条件下的疲劳载荷,借助于疲劳寿命分析软件估算后扭梁悬架各部分的损伤情况。经与台架试验结果的对比,所得试验数据与计算结果基本一致,表明基于有限元技术的后扭梁悬架疲劳寿命预测的可行性。最后分析后扭梁悬架前端刃口处开裂的原因,采用应力转移的思想,优化改进后扭梁悬架的局部结构。     

载人月球车等效侧倾刚度和阻尼计算方法

载人月球车是月面探测必不可少的探测工具,以载人月球车为主的月面活动技术是载人探月及建立月球基地的关键技术。载人月球车移动系统作为承载平台不仅要承担一定的重量,还要保证宇航员在行驶中安全,需要研究其操纵稳定性,而在进行其操纵动力学建模时,等效侧倾刚度和阻尼取值的准确性直接影响其侧翻安全性计算的准确性。在通过对双横臂扭杆悬架结构的载人月球车瞬时侧倾刚度和阻尼进行数学建模时,发现其随车身的侧倾运动发生变化,而不为定值;当采用整个侧倾运动过程中的能量等效的方法,得到的等效侧倾刚度随车身的侧倾运动变化较小,接近定值。因此对不同的等效侧倾刚度与阻尼的取值方法下操纵动力学方程的计算结果与载人月球车的操纵动力学仿真结果进行对比与分析,得到较为精确的等效侧倾刚度和阻尼的取值方法,为载人月球车的操纵动力学和侧翻安全性的研究奠定基础。