含惯容器的剪式座椅悬架动态特性研究

为改善重型商用车辆剪式座椅的减振性能以提高驾驶员的乘坐舒适性,设计由惯容器（Inerter）、弹簧和阻尼器组成的剪式座椅ISD（Inerter—Spring—Damper）悬架,分析液压缸马达液力式惯容器的结构组成、工作原理和减振特性．针对某三轴式重型运输车建立了含ISD剪式座椅的9自由度半车模型,基于MATLAB分别在时域和频域内对ISD剪式座椅和传统剪式座椅的振动响应进行了仿真分析．结果表明：ISD剪式座椅的时域振动响应明显小于传统剪式座椅,减小的幅度随车速提高而下降,体现了惯容器“通高频,阻低频”的减振特性;在人体敏感的频率范围,ISD座椅的频域振动响应明显小于传统剪式座椅,说明ISD座椅可以提高驾驶员的乘坐舒适性．     

基于ADAMS的滚珠丝杠式ISD悬架平顺性仿真研究

为解决Ⅰ型ISD悬架存在的惯容器"击穿"现象,提出Ⅱ型ISD悬架,以提高ISD悬架实用性能.基于Pro/E和ADAMS联合建模,通过ADAMS和MATLAB联合仿真,对滚珠丝杠式ISD悬架平顺性进行仿真分析.对正弦输入、随机路面输入和阶跃输入作用下的ISD悬架动态性能进行初步研究.结果表明:与传统被动悬架相比,提出的Ⅱ型ISD悬架可以有效降低车身垂直振动加速度.     

汽车空气悬架联合型模糊PID控制

以汽车空气悬架系统为研究对象,建立了1/4空气悬架模型以及路面白噪声模型,将模糊控制理论和PID控制策略经过有机结合后运用于半主动空气悬架系统控制,并利用MATLAB/Simulink软件进行了仿真研究。通过仿真结果对比表明,与单纯的PID控制、模糊控制相比,在该联合型模糊PID控制策略下的半主动空气悬架能更好地降低车身垂直加速度和悬架动挠度,具有较好的鲁棒性,使车辆行驶平顺性也具有一定程度的提高。     

摩擦力对滚珠丝杠惯容器频响特性的影响

为建立更精确的惯容器模型和完善惯容器设计理论与方法,设计丝杠旋转式滚珠丝杠惯容器,搭建惯容器试验台架,研究非线性因素对惯容器的影响。采用系统识别的方法,将时域响应试验数据转化为频域响应数据,得到惯容器的频响特性曲线,以惯容器Malcolm线性模型为试验研究的比较对象,分析无背隙情况下摩擦力对滚珠丝杠惯容器频响特性的影响。结果表明:低频下,滚珠丝杠惯容器摩擦力占据主导地位,导致惯容器相位跌落、幅值增大;随着频率和惯容系数的增大,摩擦力对惯容器的影响相对减小,惯容器实际性能与理论性能逐步接近。     

液力忆惯容器装置建模与特性试验

针对液力忆惯容器装置已有数学模型忽略因素过多的问题,考虑油液的惯性、动力学黏度以及装置内部的干摩擦,建立符合工程实际的非线性数学模型. 试制液力忆惯容器装置样机,并进行台架试验. 结果表明,当位移激励的频率较低时,液力忆惯容器装置提供的惯性力、黏滞阻尼力较小,可以近似等效为干摩擦阻尼器;当激励的频率较高时,装置等效为理想忆惯容器、非线性黏滞阻尼器、干摩擦阻尼器三元件并联. 装置的输出合力、惯性力、阻尼力试验值与仿真值最大偏差分别为5.70%、9.15%、5.47%,惯质特性曲线和寄生阻尼特性曲线的试验值与仿真值最大偏差分别为4.23%和8.50%,表明数学模型准确可靠,能够满足工程需要,为液力忆惯容器装置在减振系统中的应用奠定了基础.     

基于半车模型的两级串联型ISD悬架性能分析

基于"惯容—弹簧—阻尼"机械系统与"电容—电感—电阻"电子系统之间严格的对应相似关系,根据级联滤波的基本原理,以并联的弹簧和阻尼为第一级,并联的惯容器、弹簧和阻尼为第二级,构建一种两级串联型"惯容—弹簧—阻尼"车辆悬架系统。建立悬架的半车模型,分析随机和脉冲激励下悬架系统的综合性能,探讨第二级弹簧刚度对系统性能的影响。结果表明,与传统悬架相比,两级串联型"惯容—弹簧—阻尼"悬架系统具有良好的动态性能,车身质心垂直加速度、车身俯仰加速度、前轮胎动载荷、后轮胎动载荷功率谱密度低频峰值分别减小了81%、81%、79%、82.8%,有效抑制了车身共振,明显改善了车辆的乘坐舒适性,协调了平顺性与安全性之间的矛盾。     

改进BP神经网络的EPS扭矩传感器的诊断

为了准确检测到EPS(电动助力转向系统)扭矩传感器的具体故障部位,及时发现可能出现的故障,提高扭矩传感器的可靠性.针对BP神经网络的不足,提出了一种基于改进型BP神经网络的扭矩传感器故障诊断方法,通过对隐层神经元的修正,改进了BP神经网络的网络结构和训练方法,并应用于EPS扭矩传感器的故障诊断中.对扭矩传感器故障诊断系统进行仿真,结果表明,该方法在扭矩传感器的故障诊断方面能够取得很好的效果.     

基于Simscape的理想地棚阻尼被动实现方法研究

利用质量元件与惯容器之间的振动状态转换现象,提出理想地棚阻尼的被动实现方法,设计了被动地棚阻尼悬架,建立惯容器Simscape模型,采用物理拓扑网络方式构建整车Simscape模型,通过比较传统被动悬架、理想与被动地棚阻尼悬架系统性能,检验理想地棚阻尼被动实现方法的正确性与有效性。结果表明,被动地棚阻尼悬架系统能够抑制车轮共振,使轮胎动载荷均方根值减小30%以上,大幅提高了车辆的行驶安全性,与理想地棚阻尼悬架性能基本一致。     

纵-扭超声磨削陶瓷表面粗糙度拟合与预测模型

为探究纵-扭超声振动对陶瓷磨削表面几何形貌的影响,以ZrO2陶瓷为研究对象,通过正交对比试验,以磨削表面粗糙度值为评价指标,采用多元线性回归分析法,建立普通磨削（OG）及纵-扭超声磨削（L-TUG）材料表面粗糙度拟合模型,研究工艺参数对表面粗糙度作用的主次顺序及影响程度;同时利用BP神经网络预测模型进行L-TUG表面粗糙度的优化求解。结果表明：在L-TUG中,主轴转速对粗糙度值影响最大,超声能量影响最小;在OG中,磨削深度对粗糙度值影响最大,主轴转速影响最小。BP神经网络模型预测误差在1.070%~9.396%内,且最优磨削参数组合获得的表面质量最好,可实现对L-TUG表面粗糙度值较高精度的智能预测。     

惯容器模型结构探索

针对惯容器模型的实现装置种类少及实现方法单一的问题,从设计理论角度出发,探讨惯容器模型结构及其实现方法。基于惯容器是一种被动式两端点机械网络元件,可以利用不同的机械零件加以实现的特点,通过研究齿轮齿条式、滚珠丝杠式这一类封装飞轮惯性为特征的惯容器,提出了以封装质量惯性为特征的一类惯容器;针对这两类惯容器均为平动元件,无法进行转动机械网络综合这一问题,进一步提出了扭转惯容器的概念,并找到了实现装置;阐明了装置的基本设计原理。研究发现,惯容器以多种形式存在于平动机械系统中,扭转惯容器客观存在于转动机械系统中。