汽车多连杆后悬架定位参数分析与优化

为提高后悬架车轮定位参数性能,以某运动型多用途车(SUV)多连杆后独立悬架为研究对象,建立多连杆独立后悬架多体动力学模型。首先进行后悬架车轮定位参数敏感度分析,找出对定位参数敏感度最高的悬架硬点坐标;其次基于统一目标法与蒙特卡罗法,以敏感度最高的硬点坐标作为设计变量,悬架定位参数变化最小为优化目标进行优化分析;对比后悬架车轮定位参数优化结果,车轮外倾角、前束角的变化范围有明显减小;通过动力学建模与分析,提高了多连杆后悬架的运动学性能。

基于拓扑优化方法的大型液压挖掘机斗杆新型结构

以斗杆结构强度为基准,采用结构优化的方法,设计了大型液压挖掘机正铲工作装置斗杆新结构。采用离散元方法,构建矿山岩石模型,获得铲斗挖掘阻力;采用多体动力学方法,搭建大型液压挖掘机正铲工作装置刚柔耦合动力学模型,获得挖掘机斗杆挖掘工况斗杆动态载荷,并对斗杆进行动态结构强度分析;采用SIMP插值函数的变密度拓扑优化方法,在有限元中对斗杆结构进行拓扑优化设计,获得大型液压挖掘机正铲工作装置新型斗杆结构;对新型斗杆结构进行动态结构强度分析,斗杆结构强度保持原有水平。研究结果表明,通过拓扑优化后得到的新型斗杆,结构强度与类比设计一致,但质量减小。

重型汽车制动器虚拟样机的建模与应用

为准确计算重型汽车鼓式制动器的制动效能因数,采用三维CAD绘图软件Pro/ENGINEER、有限元软件ANSYS、多体动力学仿真软件MSC.ADAMS,通过开发柔性体摩擦片与刚体制动蹄连接模块、柔性体摩擦片与刚体制动鼓非线性接触模块,建立了鼓式制动器的虚拟样机模型。应用鼓式制动器虚拟样机模型,对北京首钢重型汽车制造厂32t重型汽车的鼓式制动器进行仿真计算,仿真得出的鼓式制动器的制动效能因数,与试验测试结果基本相符。

搅拌磨DEM-CFD耦合仿真研究及搅拌器强度分析

为了研究具有自主知识产权的大型立式螺旋搅拌磨机结构强度与动力匹配,在立式螺旋搅拌磨机试验台进行了试验研究,建立立式搅拌试验磨机的离散元(DEM)-计算流体动力学(CFD)多学科耦合模型,进行搅拌器动态分析,搅拌器阻力矩仿真与试验吻合,搅拌磨DEM-CFD多学科耦合建模及仿真方法,对搅拌磨动力学分析是有效的。为评价320 t立式螺旋搅拌磨机的结构强度与动力性能,建立了320 t级立式螺旋搅拌磨机离散元模型和有限元模型,分析了搅拌器启动和运行的阻力矩,分析了启动速度和钢球尺寸对搅拌器阻力矩的影响,可为搅拌磨动力匹配提供设计依据,分析了搅拌器启动与运行过程中的结构强度,结果表明搅拌器结构强度可靠,现场测试结果验证了数值模拟结果。

用虚拟样机技术分析鼓式制动器的振动

建立鼓式制动器三维非线性动力学模型 ,采用虚拟样机技术分析制动鼓和制动蹄在不同工作状态时的振动情况。制动时制动鼓角速度呈阶梯状减小 ,角加速度呈振荡变化。制动蹄无论高速紧急制动还是低速行车制动 ,角速度和角加速度都呈振荡变化。摩擦因数值取 0 4时 ,制动鼓和制动蹄角加速度变化幅值 ,均大于摩擦因数取 0 2 5时的幅值。选择鼓式制动器摩擦片 ,摩擦因数既要满足制动性能 ,也要考虑制动稳定性。

装载机虚拟样机技术应用现状及展望

在回顾装载机虚拟样机模型发展的基础上,以近期的研究工作为重点,介绍装载机虚拟样机模型,阐述装载机虚拟样机模型的建模方法,总结了装载机虚拟样机建模的核心问题及发展方向,对装载机动力学仿真模型的建模提出建议。

装载机工作装置机械液压耦合系统仿真

为准确分析装载机工作过程中工作装置的运动以及零件的载荷和强度状况,采用多体动力学仿真软件MSC.ADAMS及其液压模块,建立了工作装置的机械液压耦合仿真模型。其中机械模型为刚柔耦合模型,动臂、连杆、摇臂是可变形的柔性体零件,用有限元软件ANSYS构造,其他为不变形的刚体零件。对装载机工作装置进行一个工作循环的仿真,结果表明仿真模型全面反映了工作装置的运动状况和零件的强度状况。

盘式制动器振动的多体动力学分析

为准确计算盘式制动器的振动频率 ,采用多柔体动力学分析方法 ,研究制动器摩擦引起的非线性振动。首先应用有限元软件ANSYS ,生成制动器柔性体零件 ,然后在多体动力学软件MSC ADAMS中 ,通过施加约束、力以及摩擦片和制动盘之间的滑动接触 ,建立盘式制动器柔性体模型。模型研究结果表明 ,增加摩擦片阻尼抑止了制动盘的振动。

矿用汽车鼓式制动器制动效能因数的仿真分析

为准确计算重型矿用汽车鼓式制动器的制动效能因数,应用多体动力学仿真软件MSC.ADAMS,通过开发柔性体摩擦片与刚体制动蹄连接模块、柔性体摩擦片与刚体制动鼓接触模块,建立了SGA3550矿用汽车鼓式制动器非线性刚柔耦合仿真模型,对鼓式制动器的仿真模型进行分析,确定了鼓式制动器的结构参数,其制动效能因数满足设计要求,并在SGA3550工业试验中得以验证。

基于汽车悬架的多目标优化方法的研究

为了解决汽车悬架的平顺性和操稳性相互耦合的问题,根据万向集团提供的W1车型的相关数据,利用多体动力学仿真软件Adams/car对海马W1车型进行了整车建模,并对该车型进行了平顺性和操稳性仿真。根据国标的评价指标对海马W1车型进行了评价,从而得到汽车平顺性和操稳性的初始性能水平。利用多学科优化软件iSight-FD和多体动力学仿真软件Adams/car进行了联合优化,采用多岛遗传法对评价汽车平顺性和操稳性的性能指标进行优化。优化结果表明汽车的平顺性和操稳性都得到不同程度的提高。评价汽车性能的多目标得到平衡和优化,从而有效的解决了汽车的平顺性和操稳性之间的矛盾。

重型卡车多连杆转向系统阿克曼转向误差优化

为了减少某重型卡车多连杆转向系统转角误差,确定转向机构的结构强度,建立了重型卡车多连杆转向系统多体动力学模型;首先利用模型进行了转向系统运动学分析,确定转向系统转角误差,采用试验设计方法,求解转向系统转向误差最小的机构;其次,进行转向系统动力学分析,得出转向系统杆件的最大受力,并应用有限元方法,优化转向系统的结构强度;结果表明,转向系统转向误差明显减小,提高了转向系统的可靠性;转向系统的性能达到某卡车设计要求。

电动车辆驱动控制系统仿真测试平台设计

为缩短电动车辆驱动控制系统的研发周期,降低多种危险工况下的测试风险,基于MATLAB/Simulink及车辆动力学软件CarSim,设计一个通用的电动车辆驱动控制系统仿真测试平台.该平台集成CarSim车辆动力学模块库、整车驱动控制模块库、电机模块库及"人-车-路"观测模块,针对不同型号的电动车辆,方便快捷地匹配不同类型的电机,设计整车驱动力控制策略.以此平台设计前轮独立电驱动车辆的驱动力分层控制系统,并对其进行多种危险工况下的仿真测试,仿真结果验证了所设计的驱动控制系统仿真测试平台的有效性.

电动汽车复合能源系统再生制动分段控制策略研究

为了提高电动汽车复合能源系统的制动能量回收效率,对蓄电池,超级电容和双向DC/DC变换器相结合的复合能源系统和常规控制策略进行了研究,改进了复合能源系统,使其具有3种再生制动工作模式,并提出了再生制动分段控制策略。在高速段、中速段和低速段3个不同的阶段,采用了不同的再生制动控制方式,并根据超级电容电压、电机转速等因素确定了各阶段间切换时刻。通过电机制动电流和各阶段切换时刻优化控制,实现了平稳制动。以微型电动汽车为搭载对象,对常规控制策略和分段控制策略在两种不同初始制动车速下进行了制动工况的实测实验。实验结果表明,在分段控制策略作用下,微型电动汽车制动平稳,制动能量回收效率得到了提升。

基于多学科仿真的大型正铲液压挖掘机工作装置动态强度研究

针对大型正铲液压挖掘机工作装置结构强度的评估问题,对大型正铲液压挖掘机工作装置的结构强度进行了研究。采用离散元技术对铲斗挖掘力进行了研究,得出了工作装置斗杆挖掘等挖掘工况的动态挖掘阻力。基于MSC.Adams建立了工作装置刚体模型和刚柔耦合模型,运用刚体模型进行了工作装置最大挖掘力普查研究。最后在工作装置刚柔耦合模型中,通过施加动态挖掘阻力,进行斗杆挖掘,分析了工作装置的结构强度;同时在工作装置刚柔耦合模型中,通过施加静态的最大挖掘力,分析了工作装置的结构强度。研究结果表明,工作装置的静态仿真存在着局限性,不能全面地反映工作装置的结构强度情况,并证明了动态仿真研究的重要性,初步探究了挖掘姿态、工作负载与结构强度三者之间的关系,为大型液压挖掘机工作装置的设计提供了具有价值的参考。

引信用悬臂梁式单向高过载闭合惯性开关

针对以往惯性开关闭合过载小,无法满足无线电引信钝感度要求的问题,提出了悬臂梁式单向高过载闭合惯性开关。该开关由壳体、接触片、分离支架、碰炸簧片及盖板组成,碰炸簧片以悬臂梁的形式出现,闭合过载较高,并且仅对轴向过载敏感,其结构简单,易于装配。参数验算及试验验证表明:该惯性开关性能稳定,对复杂弹道环境适应能力强,同时对装甲目标的瞬发度也足够高,满足使用要求。

大型液压挖掘机斗杆挖掘阻力的离散元素法研究

针对由于缺乏铲斗挖掘阻力等关键数据而导致在大型正铲液压挖掘机工作装置、液压系统设计时只能采用类比法而造成整机性能差的问题,对挖掘机斗杆挖掘阻力进行了离散元研究,提出了一套仿真评估方法:运用离散元素法,在EDEM中建立了矿堆模型,通过选择Hertz-Mindlin无滑动接触模型计算了元素间接触力,模拟了大型正铲液压挖掘机斗杆挖掘工况,分析研究了挖掘过程中铲斗所受挖掘阻力。将EDEM中所得挖掘阻力加载到ADAMS挖掘机动力学模型,进行工作装置和液压回路参数校核以及挖掘阻力实验验证。研究结果表明,挖掘阻力的仿真与计算为大型液压挖掘机工作装置和液压系统设计提供了可靠依据。

纯电动汽车液压再生制动能量回收系统的研究

针对纯电动汽车续驶里程低、蓄电池使用寿命短等问题,为提高纯电动汽车制动时的再生制动能量回收效率,通过比较多种液压制动能量回收方案与储能方式,提出了定压源飞轮液压再生制动系统。以二次元件的排量为变量对提出系统进行了原理性试验,得出了系统能量回收效率与泵/马达排量的关系;针对所提出的再生制动系统,分别进行了汽车制动工况和ECE-15工况循环仿真,分析了系统的制动能量回收利用率和节能效果;仿真结果表明了整车制动时,能量回收效率与泵/马达排量的关系;通过对比分析试验结果与仿真结果,得到了二次元件的参数和能量回收效率的关系。研究结果表明,在纯电动汽车上应用定压源飞轮液压再生制动系统,其续驶里程能提高25%左右,蓄电池放电深度降低,蓄电池的寿命也得以延长。

大型正铲液压挖掘机工作装置性能的优化仿真

针对大型正铲液压挖掘机工作装置工作范围和挖掘力的性能优化问题,首先采用ADAMS/view开发了液压挖掘机工作装置的运动学仿真模型,通过对其进行运动学仿真得出了挖掘包络图与工作范围性能指标,并通过调整铰接点位置的优化方法对工作范围的性能进行了优化;然后利用ADAMS/Hydraulics开发了正铲液压挖掘机工作装置液压模型,集成于工作装置运动学模型,从而建立了工作装置动力学模型,对其进行了挖掘力性能仿真研究,通过调整铰接点位置的优化方法对最大挖掘力进行了优化。研究结果表明,通过采用该仿真优化方法,提升了工作装置的工作范围与挖掘力的性能,筛选出的最终优化方案,将作为研发大型液压挖掘机的设计依据。

挖掘机铲斗与松散岩石挖掘阻力研究

针对大型液压挖掘机铲斗与松散岩石之间非线性挖掘阻力计算与无法直接测量的问题,以及非线性挖掘阻力大小与松散岩石形状、尺寸之间的关系问题,对实际松散岩石的尺寸分布和形状分布进行了研究。利用筛分法对松散岩石颗粒的尺寸分布进行了测量,利用随机法对松散岩石的形状分布进行了测量,建立了与实际吻合的松散岩石的离散元模型;对挖掘机工作装置机械机构与松散岩石耦合作用力相互传递进行了研究,提出了挖掘机工作装置多体动力学模型与松散岩石离散元模型的耦合方法,对工作装置的斗杆油缸压力和铲斗油缸压力与实际测量进行了对比分析。研究结果表明:挖掘机工作装置多体动力学模型与松散岩石离散元耦合模型能够计算挖掘机铲斗的挖掘阻力,松散岩石大块岩石和片状岩石的比例增加,铲斗挖掘阻力增大。

轿车共享底盘悬架平顺性分析模块的开发与应用

为分析轿车共享底盘悬架行驶平顺性对不同车型的适应性,以VC++和ADAMS/Car为平台,开发了共享底盘悬架平顺性分析专用模块,该模块不仅能够快速、简捷地对共享底盘前、后悬架以及其它子系统进行参数化建模,而且还具有对影响平顺性的各种因素进行分析优化的功能。最后应用该模块对两款使用该共享底盘的车型进行前后偏频的测定、脉冲激励仿真和B级路面仿真,仿真分析结果表明采用该共享底盘的两款车型满足行驶平顺性要求。