汽车车身侧倾控制方法研究

车身侧倾角是制约汽车操纵稳定性和乘坐舒适性的重要参数。以侧倾梯度来衡量车身侧倾角的大小,对影响侧倾梯度的参数进行了灵敏度分析,得出了对侧倾梯度比较敏感的参数。针对某车型侧倾梯度超标的问题,通过调整该车型的弹簧刚度和稳定杆的直径,使得侧倾梯度满足要求。该侧倾梯度的调整方法对新车型的开发与车辆设计参数的优化匹配具有一定的指导作用。     

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。     

汽车后扭力梁悬架系统的动态性能优化方法

考虑悬架与汽车其他组件相互作用相互影响的情形,运用有限元法建立汽车后扭力梁悬架系统的动力学方程。在此基础上,通过动态灵敏度分析方法分析影响悬架动态性能的系统结构参数,然后,以汽车后扭力梁悬架系统的结构参数为设计变量,横梁与纵臂连接处的动态响应峰值最小为目标函数,给定频率范围为约束条件,构建汽车后扭力梁悬架系统优化模型,确定汽车后扭力梁悬架系统动态性能优化方法。最后通过实例分析对动态性能优化方法进行验证。     

基于LMI方法的车辆侧倾运动安全主动悬架H2控制器设计

为提高车辆转向-侧倾运动工况的安全性,基于线性矩阵不等式(LMI)方法设计侧倾运动安全主动悬架H_2控制器,直接控制横向载荷转移率(LTR)。首先,建立车辆转向-侧倾运动动力学模型,选择LTR、侧倾角和侧倾角加速度构造车辆侧倾运动安全综合性能评价指标。其次,为避免现有LQG控制器设计方法无法处理综合性能指标中包含干扰项(前轮转向角)和控制加权矩阵为0导致控制向量无法求取的难题,基于LMI方法设计主动悬架H_2控制器。然后,结合层次分析法和归一法,以鱼钩工况为典型转向工况仿真获取车辆转向-侧倾运动统计数据,进而确定了H_2控制器的控制加权系数。最后,通过多工况数值仿真验证了侧倾运动安全主动悬架H_2控制器的工作效果。结果显示:与被动悬架相比,在鱼钩工况、蛇形穿桩和双移线工况下,该H_2控制器在不改变车辆转向运动状态的情况下使车辆侧倾运动安全综合性能评价指标分别降低39.05%、36.51%和42.31%,使LTR的均方根值分别降低15.87%、15.62%和14.86%。说明设计的主动悬架H_2控制器具有良好的车辆侧倾运动安全控制效果。     

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。     

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     

横向稳定杆对整车侧倾及纵倾特性的影响

基于Adams/car建立了某微型轿车的刚柔耦合虚拟样机模型,调整横向稳定杆的结构参数和安装位置并进行前轮跳动仿真。仿真结果表明:当横向稳定杆的结构参数和安装位置改变时,会对整车的侧倾及纵倾性能产生不同程度的影响,主要体现在悬架侧倾角刚度和抗制动点头率的变化。进行了横向稳定杆的动态应变试验,通过试验与仿真结果的对比,表明刚柔耦合虚拟样机模型仿真能够准确预测横向稳定杆在各个工况下的动态应变特性,从而有效预测整车的侧倾及纵倾特性。     

轴向运动功能梯度梁的横向振动

新型非均匀复合材料,功能梯度材料具有防止脱层和减缓热应力等优良性能,将其应用于功能梯度梁的结构有着非常重要的工程应用价值。基于Euler-Bernoulli梁理论和Hamilton原理,建立轴向运动功能梯度梁横向自由振动的运动微分方程,其中假设功能梯度梁的材料特性沿梁厚度方向按各组分材料体积分数的幂函数连续变化;再对运动微分方程和边界条件进行量纲一处理,采用微分求积法对其进行离散化,导出系统的广义复特征方程,然后计算分析轴向运动功能梯度简支梁横向振动复频率的实部和虚部随量纲一轴向运动速度、梯度指标等参数的变化情况,并讨论量纲一轴向运动速度和梯度指标对功能梯度梁的横向振动特性以及失稳形式的影响。     

铰接式非公路车辆侧倾过程动态仿真

铰接式车辆工作环境是十分恶劣的,由于自身的结构尺寸和车身质量大,一旦发生侧翻,就会造成人员身伤害、车辆的严重损坏和公路设施的破坏.因此分析和研究转向行驶安全稳定性尤为重要.为此建立了铰接式车辆侧倾过程的数学模型,根据铰接式车辆在侧倾过程中的一些重要特性,研究和分析铰接车辆侧倾的影响参数,通过MATLAB和VEH-SIM进行计算机仿真,从而获得实现铰接车辆安全稳定性能的途径.     

梯度屈曲诱导蜂窝结构的面外压溃性能研究

在传统蜂窝结构中引入几何诱导构型呈梯度变化的模式，得到一种新型梯度屈曲诱导蜂窝结构。利用数值模拟方法，研究梯度屈曲诱导蜂窝结构的准静态面外压溃性能。结果表明，屈曲诱导蜂窝结构的变形模式受诱导参数的梯度变化控制，通过诱导层段稳定性参数和形状参数的梯度设置，可以调控发生局部屈曲的位置和次序。梯度诱导构型的设计能够有效降低蜂窝结构的初始峰值载荷。随着稳定性参数梯度变化指数和形状参数梯度变化指数的增大，单位质量能量吸收和平均压溃载荷逐渐减小，蜂窝结构的压溃耗能过程变得更平稳。     

扭转梁半独立悬架结构设计研究

针对A0和A级车常用的拖曳臂式扭转梁半独立悬架,论述了扭转梁半独立悬架开发设计流程及扭转梁的结构设计要点,主要涉及扭转梁剪切中心计算、扭转梁刚度计算和横梁截面结构参数设计等方面,可以有效地指导扭转梁半独立悬架的正向开发设计工作,有利于指导扭转梁的前期结构开发设计及其在设计过程中的改进工作。     

Experimental study for roll gap adjustment due to roll wear in single-stand rolling and multi-stand rolling test

To investigate a correlation between the amount of wear and roll gap (pass height) adjustment, we performed a single-stand reversible pilot groove rolling test as well as rolling test in an actual rod mill. In case of the pilot rolling test, we designed wear contour (profile) and machined it on the original roll groove (i.e., roll groove with no wear) to make the roll groove worn down. For the actual rod mill test, we developed a measuring device which can detect the actual wear profile. To determine the amount of roll gap adjustment, we propose a model for equivalent roll gap decrement which reduces the increased exit cross sectional area due to wear. We applied the proposed model to multi-stand rolling (roughing train of POSCO No. 2 Rod Mill) as well as single-stand reversible rolling. The wear profile of rolls worn down at each stand in mill yard was measured at different roll tonnage. The pilot hot rolling test shows that variation of exit cross sectional area is almost linearly proportional to roll gap change while the roll gap decreases from reference roll gap (6.5mm) to 3.5mm. In an actual rod mill which has consecutive rolling system, relationship between tonnage (total amount of tons that the produced rod weighs) and roll gap change at a stand is dependent on the rolling type (oval-to-round or round-to-oval) together with the cross sectional shape of incoming workpiece.     

二辊矫直机辊形参数设计

从研究矫直原理入手，借鉴国内外先进的技术经验，设计了二辊矫直机。该机为当前比较先进矫直机，同时对金属变形理论、矫直工艺及矫直机械的设计制造进行了深入研究，给出了二辊矫直机辊形参数的确定方法。     

基于结构优化的客车骨架轻量化设计研究

建立了某大型客车车身骨架FE模型,获取了自由模态参数以及静态弯曲和扭转工况下的刚度和强度特性。基于分析结果,对车身骨架结构形式进行了改进。利用优化设计方法,建立了以客车薄壁梁厚度为设计变量,车身总体积和表征车身刚度的状态量为响应的优化模型。通过对影响车身轻量化和力学性能指标构件的灵敏度分析,筛选了设计变量,重新建立了以车身骨架总体积最小为目标的优化模型,得到了轻量化效果明显的优化方案。最后对轻量化模型进行典型工况分析,与初始模型进行了对比,验证了优化方案的可行性。     

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。     

轧机辊缝环变结构控制系统的设计

本文针对轧机辊缝环被控对象在压下轧制和抬辊操作时数学模型结构和参数不同的特点，利用变结构控制方法设计了其控制器，并给出实验结果。     

冷弯型钢成型技术的发展现状

介绍冷弯型钢成型技术理论、成型工艺及冷弯成型计算机辅助设计（CARD）等方面的国内外发展现状,我国在冷弯型钢产业发展中存在的问题及对我国冷弯型钢技术发展的展望.     

螺旋式滚轮设计原理

从货物输送原理出发 ,分析了“FMC”机场装卸平台螺旋式滚轮的结构特点 ,给出了设计原理与方法 ,并成功地应用于 S95 -军用野战滚装货台的研制中     

某型6×4载货汽车空气悬架系统设计分析

针对传统钢板弹簧悬架导致载货车辆的平顺性、道路友好性较低的问题,在现有某型6×4钢板弹簧悬架栽货汽车的基础上,进行了空气悬架改装设计。通过前、后空气悬架的刚度、阻尼系数、偏频的设计计算,确定了空气悬架系统主要设计参数,并在此基础上进一步校核了空气悬架的侧倾刚度。研究结果对多轴载货车辆空气悬架系统的设计具有参考价值。     

单轴变截面冷弯成型系统设计

冷弯成型是一种高效、节能、节材的板金属成型工艺。在阐述冷弯成型基本特点的基础上,介绍了一种新型冷弯成型技术—柔性冷弯成型的概念与系统构成。详细介绍了北方某大学研发的单轴变截面冷弯成型机的机械结构,阐述了实现板材变截面成型的基本控制策略,分析了变截面轧辊的控制系统结构与控制原理,简述了控制系统的软件平台。通过轧制实验,分析了变截面板材轨迹控制精度及各种影响因素,为今后进一步开发变截面生产线提供了有益的经验。