车辆传动轴动态扭矩测量与数据预处理研究

为了解决车辆传动系统载荷谱测试过程中,转速高、扭矩大和温度变化范围广的环境中传动轴扭矩测量和数据传输困难的问题,研制了基于蓝牙4.0技术的车辆传动轴动态扭矩实时测量和无线传输测试系统.建立了传动轴动态扭矩信号预处理方法.在此基础之上,开展了实际车辆行驶过程中传动轴动态扭矩测试试验并且对数据进行了预处理.试验结果表明:在高转速等复杂工况下测试系统工作性能良好,能够准确地实时测量传动轴的动态扭矩;在信号预处理方面,箱线图法对异常值的去除有明显的效果.相对于小波分析通用阈值去噪方法,小波分析自适应阈值去噪对传动轴动态扭矩信号的去噪更具有针对性和准确性.     

某轻型履带车辆起步工况下主离合器接合过程传动轴疲劳损伤研究

为确保履带车辆传动系统的疲劳可靠性,在车辆起步工况下对传动轴进行疲劳分析,确定了主离合器在接合过程中影响传动系统产生疲劳损伤的主要因素。建立车辆起步阶段动力学模型,获得整车传动系统载荷与主离合器接合位移关系。搭建履带车辆动态转矩测试平台,获取典型工况任务下传动系统试验数据。设计典型工况下主离合器的步进接合动态测试试验,采集传动系统在主离合器接合过程中传递的转矩数据。采用雨流计数法和雨流滤波法对原始数据进行处理,应用线性疲劳累计损伤理论,对主离合器在不同接合位移时的传动系统传动轴进行疲劳损伤计算,确定传动系统产生最大疲劳损伤时对应主离合器的接合状态。研究结果表明,主离合器接合过程中从动盘轴向移动速率变化最大的位移点是传动轴产生最大疲劳损伤的危险点,占全部接合过程总损伤的73.86%,损伤程度为接合过程中主离合器同步状态的2.87倍。     

履带车辆扭矩载荷测试样本量的确定

扭矩载荷编谱技术是进行受载零部件机械结构设计和疲劳试验的重要研究基础.以某履带车辆传动轴为研究平台,以中值随机疲劳载荷谱编制原理和分散系数法定寿命原理为理论依据,提出了一种有较高置信度(90%以上)的样本量确定方法.通过设计扭矩测试及采集系统,获得了该履带车辆传动轴在典型行驶工况下的扭矩时域信号,依此确定了样本量的大小,并通过等效疲劳损伤原理进行了验证.该方法为编制履带车辆传动轴载荷谱提供了有效的原始数据,同时降低了试验样本数量及测试成本.     

履带车辆零差速电力机械传动系统控制策略研究

针对一种履带车辆零差速电力机械式传动方案,在MATLAB/Simulink中搭建了传动系统中各主要分系统的模型;制定了发动机-发电机组采用功率跟随式控制策略,以及直驶电机和转向电机采用基于功率需求的扭矩控制策略;最后,完成了车辆传动系统在直驶工况和转向工况下的整体仿真分析.研究结果表明:发动机-发电机组采用功率跟随式控制策略时,使发动机在中高转速时的动态响应较好;直驶电机采用扭矩控制策略时,能使车辆的行驶速度达到60 km/h,0～32 km/h的加速时间小于8 s,基本能够满足车辆的速度性能和加速性能,说明该控制策略在理论上是可行的.     

传动装置齿轮耐久性台架试验方法研究

为了使履带车辆传动装置结构设计、试验校核更加符合车辆现场实际使用情况,结合履带车辆左输出轴齿轮样车测试扭矩载荷数据,提出了基于现场样车载荷测试的履带车辆传动装置耐久性旋转台架试验方法.结合车辆传动装置性能试验台架扭转加载特点,对左输出轴齿轮实测转速和扭矩载荷数据按挡位进行分类,然后利用损伤切片累计图法计算左输出轴齿轮累积损伤.根据试验样本数据与设计里程占比,对累积损伤进行相应比例的放大,同时,考虑到驾驶员之间的差异性,以适当的精度对累积损伤进行了外推,进而依据试验室台架模拟试验与现场实际试验损伤数等效的原理,计算出传动装置台架试验目标损伤数.分别在累积损伤分布图和转速幅值概率密度分布函数上确定台架所需加载的扭矩和转速.结果表明,该方法制定传动装置耐久性台架试验方案可行,能够反映现场实际使用条件.     

履带车辆双侧变速箱传动系统建模及动态仿真

随着现代履带车辆动力传动系统越来越趋向于一体化、综合化和集成化,传统的分析工具和手段已经不能满足现代机、电、液和自动操纵控制系统的需要.利用专业化的模块化模型进行车辆性能分析是分析工具发展的必然趋势.本文应用模块化建模手段,建立了双侧变速箱车辆动力传动系统及整车的仿真模型,对车辆的加速性进行了仿真研究并与实车试验结果进行了比较,验证了所建模型是正确和有效的,能够反映出系统的动态特性.该模型和建模方法能够方便地对车辆的性能进行预测并为改进设计提供依据.     

履带车辆动力性的计算机仿真

本文建立了履带车辆在稳定工况和动态工况行驶时动力性能的计算机仿真模型,由动力装置子模型和传动装置子模型组成,可以藉此对发动机与车辆的稳态运行工况和瞬态运行工况进行数值仿真,计算机出车辆的最大速度,驱动力,行驶阻力,爬坡角度和各种行驶过程。对某台履带车辆的动力性进行了仿真计算,计算值与实测值符合较好,这种仿真方法可以方便地用于履带车辆的动力性能研究。     

履带车辆原地转向特性仿真研究

对履带车辆的硬地面原地转向特性进行了建模和仿真分析,计算结果表明,所建多体力学模型能较好地模拟履带车辆实际原地转向特性;通过改变转向速度,对原地转向工况下,车辆的受力情况以及履带张紧力的变化,进行了研究,所得结论可为高速履带车辆的结构设计与评价其原地转向特性提供计算依据.     

非精确转向情况下履带车辆转向轨迹分析

随着履带车辆传动系统结构、功能的日趋复杂和新技术的不断融入,对履带车辆转向控制技术的要求也越来越高。从转向运动的特点和内侧履带制动力作用的机理出发,分析履带车辆内侧履带为制动力情况下的非精确转向与其内侧履带制动力之间的内在联系;建立履带车辆转向动态仿真模型和转向轨迹计算模型,并对内侧履带在不同制动力作用下车辆的动态转向过程和转向轨迹进行仿真分析,其结果对履带车辆转向系统及其控制规律的研究与设计具有指导意义。     

基于动态扭矩测试的综合传动系统主轴低周疲劳寿命预测与验证

为解决履带车辆综合传动系统主轴低周疲劳失效的问题,开展主轴疲劳样件检测及材料力学性能测试。通过实车测试获得主轴动态扭矩,在此基础上,建立主轴弹塑性有限元模型并预测主轴的低周疲劳寿命;进一步开展主轴低周疲劳台架试验,对寿命预测方法进行验证。研究结果表明：履带车辆在起步阶段下的冲击扭矩是造成综合传动系统主轴低周疲劳的主要载荷;由于双侧非对称的结构特点,导致主轴右侧冲击扭矩均值是左侧的1.54倍;主轴最大Mises应力为1 510 MPa, 最大应变为0.008 692 3,均发生在右侧输出花键与过渡圆弧交界位置的齿根处,与主轴疲劳断裂位置一致;实车条件下主轴能承受冲击扭矩的次数为17 082次;台架试验获得的主轴能承受冲击扭矩的次数为5 000,预测获得的主轴能承受冲击扭矩的次数为5 843次,仿真结果与试验结果基本吻合,验证了低周疲劳寿命预测方法的可行性。     

履带车辆在不同行驶工况下燃油消耗量的仿真模型

该文首先利用曲面拟合法建立了发动机稳态工况的万有特性数学模型,然后建立了履带车辆在不同行驶工况下燃油消耗量的仿真模型,接着以某车辆为实例,应用 Matlab语言编程计算得出计算值,最后与试验值比较,验证了模型的有效性和准确性。     

液力变矩减速器制动性能的仿真研究

基于SIMULINK建立了液力变矩减速器制动的仿真模型,分析了某重型履带车辆下坡减速和高速减速的制动性能.研究表明该液力元件能够满足该车辆下坡减速工况的使用要求;受液力变矩减速制动器在车辆传动系统布置位置的影响,车辆高速时减速制动力略显不足,需进行液-机联合制动.     

液压驱动装甲履带车辆转向特性仿真研究

为准确分析某液压驱动装甲履带车辆转向动态特性,在对液压驱动装甲履带车辆转向行驶理论分析的基础上,运用Matlab/Simulink软件平台建立系统转向仿真模型。对车辆在中等半径转向、小半径转向以及修正转向3种转向工况的动态响应特性进行仿真分析,得到了各种转向工况的车辆动态特性以及车辆在各种转向工况下允许的最高车速。仿真结果表明,车速的变化对转向系统压力影响显著。     

履带车辆不同制动工况下的性能仿真研究

该文提出了履带车辆制动性能的主要评价指标,建立了某型履带车辆制动性能的仿真计算模型.用该模型模拟了履带车辆在不同制动工况下车速、减速度及制动距离的变化,通过与试验值比较,验证了模型的有效性和准确性.     

履带车辆纵向与垂向耦合动力学模型及功率特性

越野工况履带车辆动力学是车辆越野行驶能力预测的理论基础.考虑高机动履带车辆越野行驶纵向运动和垂向运动耦合效应,提出履带车辆纵向与垂向耦合动力学建模方法.建立车辆耦合动力学模型,对车辆在典型路面上的行驶性能进行仿真,并进行实车测试验证,进而量化分析履带车辆系统的功率特性.仿真结果表明:该模型可以表征车辆在不同类型路面上行...     

基于传感布置优化的履带车辆振动测试系统

针对大型结构振动测试传感布置优化问题,开发了集传感布置优化于一体的履带车辆振动测试系统。基于传感布置优化理论,提出一种惯性权值协同学习因子非线性动态调整粒子群优化算法;通过履带车辆有限元模态分析,获取节点不同阶模态振型值,依据模态置信准则开展履带车辆振动测试加速度传感布置优化计算;采用MATLAB和LabView混合编程搭建振动测试系统,开展履带车辆行进速度15 km/h的戈壁路、砂石路、铺面路以及起伏路4种典型路面谱激励下的车身振动测试试验。研究结果表明,试验测得的振动加速度最大值、最小值、均值以及均方根值与商用LabGenius振动测试软件结果基本一致,误差小于1%,验证了传感布置优化计算结果有效性及测试系统功能可行性,可为履带车辆振动测试传感优化及测试系统设计提供理论基础和实践指导。     

基于负荷前馈的增压柴油机转速控制算法研究

为提高履带车辆发动机转速的抗负荷扰动性,并改善整车行驶过程的转速控制效果,在基于转矩控制架构下设计了前馈-反馈全程调速控制算法。该算法基于平均值模型和曲轴动力学模型设计发动机负荷估计算法,利用某6缸直列泵柴油机进行台架试验研究其在稳态动态工况的估计精度。进行了动力传动系统仿真研究,研究结果表明：该算法能够显著提高转速控制的抗负荷扰动能力;在整车加速过程中保持了较快的转速调节时间,避免了控制参数的重复标定;踏板-转速跟随特性的提高能够减少履带车辆意外换挡的出现。     

履带车辆电传动系统键合图建模与仿真分析

在深入分析履带车辆电传动系统各个单元的动态特性和相互作用的基础上,运用键合图理论构造了单侧履带较完整的动态模型,并且在SIMULINK软件上进行了仿真.仿真结果表明,综合运用键合图理论和SIMULINK仿真分析是进行系统动力学研究的一种有效方法.     

履带车辆电传动系统减速机构热特性

为进一步提升履带车辆的运行稳定性,采用一维与三维相结合的方法开展履带车辆电传动系统减速机构热特性研究。利用一维软件快速计算减速机构各润滑冷却孔口出口压力和流量,以及功率损失和热量传递路径,作为三维软件的仿真边界条件;利用三维软件仿真润滑流场和温度场,得到减速机构温度分布情况。分析履带车辆电传动系统机械构件热特性研究流程,研究过程充分显示了一维与三维软件相结合的仿真方法在齿轮热特性分析中的有效性,提升了仿真结果精度,缩短了仿真时间,为履带车辆电传动系统热特性研究提供了技术参考。     

履带链环约束作用分析

根据工程实际确定了履带链环长度的计算方法与准则。按静力学原则列出了履带链环在任意状态下的约束方程。文中对车辆驶过不平路面时，履带链环的三种动态工况进行了初步计算与分析。该文通过对实际存在的履带链环约束作用进行初步的探讨，从而为车辆进行振动及动力学分析计算打下一定的基础。