汽车主销后倾测量模型误差分析及标定方法

针对四轮定位仪采用线性模型测量主销后倾的误差问题,建立了精确的测量模型。根据该模型得出影响主销后倾测量精度的因素为主销内倾、车轮外倾及转角盘转角。分析了由主销内倾产生的测量误差,得出当主销内倾大于10°时线性模型不能进行准确测量的结论。为解决无法检定校准四轮定位仪测量主销倾角结果的现状,提出了在汽车纵横两平面内主销倾角独立生成的检定原则,研发了四轮定位仪检定装置。试验表明:受检四轮定位仪当主销两倾角均大于15°时,其测量误差大于10′,存在零点和线性度系统误差,且系统误差随主销倾角的增大而增大,从而解决了测量主销倾角量值检定的问题。

精确细分式汽车底盘测功机惯性系统

为提高汽车底盘测功机的检测精度,分析了惯性系统中飞轮组的选配原理。提出了基于质量倍增法的飞轮组分级原则,设计了9级飞轮组惯性系统,将模拟的质量区间500～10000kg分为512等级,精度达到±10kg,实现了飞轮模拟质量与汽车质量的精确匹配。对飞轮进行了优化设计。研究了飞轮的制动方法,消除了检测过程中非工作飞轮的附加转动惯量,保证了检测结果的准确性。研发了惯性系统的试验样机,并通过对比试验验证了精确细分式惯性模拟系统的可行性和准确性。

汽车轴距差检测模型及检定策略

针对无法检定汽车轴距差检测仪测量精度的问题,分析了具有轴距差汽车的力学特性,论证了轴距差对汽车操纵稳定性的影响,建立了汽车前进方向与检测仪中心线方向成一定角度斜向行驶时的轴距差检测模型,提出了能够真实模拟汽车行驶状态,可精确调整模拟轴距差并适用于现有各类型轴距差检测仪的检定策略,研发了检定装置的试验样机,实现了轴距差在0-40 mm范围内的任意设定.试验表明,受检轴距差检测仪的精度符合检定规程中误差不大于±0.2 mm的要求,实现了轴距差检测仪的快速准确检定.

汽车主销内倾测量精度分析及校准仪器

为解决四轮定位仪测量主销内倾的精度问题,建立了精确的内倾测量模型.分析了主销内倾与传感器测量角间的非线性关系以及主销后倾变化等因素对主销内倾测量精度的影响.讨论了测量误差的分布趋势,当主销倾角大于10°时线性模型测量误差大于10′.针对无法校准主销倾角测量结果的现状,提出了在汽车纵横两平面内主销倾角独立生成的检定原则,研发了精度达到30″的四轮定位仪校准装置.试验表明:四轮定位仪测量主销内倾存在零点误差和线性度系统误差.当受检四轮定位仪主销倾角为15°时,其测量误差为18′,且系统误差随主销倾角增大而增大.试验结果与理论值相符.

汽车曲线行驶状态轴距差检测及校准方法

针对汽车曲线行驶状态轴距差检测仪校准方法的问题,研究了曲线行驶时轴距差的检测模型,提出了一种带有模拟并计量前轮转角功能进而实现汽车定轴距差曲线行驶的校准方法。该方法采用轴销的中心作为前轮回转中心,有效避免了由于前轮转动导致的校准装置轴距改变。研发了汽车曲线行驶状态轴距差检测仪的校准装置,完成了校准点分别为0、1、3、5、10、20mm时光敏式轴距差检测仪的校准试验,证明了汽车曲线行驶状态轴距差检测仪校准方法的可行性和准确性。

营运车辆制动蹄片磨损量动态检测

为实现营运车辆制动器蹄片磨损量的动态检测,提出了采用阻值分级法的蹄片磨损量检测模型,研究了传感器阻值在检测精度分别为10%、5%、2%、1%、0.5%和0.2%时的分布规律。仿真结果表明:随着检测精度的提高和分压电阻阻值的减小,磨损前后并联电阻阻值成明显的近似线性关系。研发了蹄片磨损传感器并进行了试验。试验结果表明:试验传感器的检测电压阈值为0.15V,可实现对磨损量为1mm、精度为8.3%的蹄片磨损量动态检测,验证了制动蹄片磨损量动态检测方法的可行性和准确性。

基于Cosmosworks的四轮定位仪检定平台跌落试验的仿真分析

通过Cosmosworks软件对四轮定位仪的检定平台进行仿真跌落测试。分析了该检定平台在水平及45°角,高度为0.4m跌落测试的应力图解、变形趋势及冲击关键点的应力时间曲线图,提出了相应的减震方法。仿真结果表明:减震后应力峰值由原来的4.5E+8MPa降低为8E+7MPa,且由于减震垫的弹性变形应力峰值产生的时间从200μs延迟到900μs。动态分析结果为设计高精度检验平台及其减震方法提供了理论依据,该方法降低了试验成本,提高了设计效率。

基于新型检定装置的四轮定位仪主销倾角校准技术

在对四轮定位仪检测过程中主销、车轮与转角盘相对运动分析的基础上,提出了在汽车纵横两平面内主销倾角应用独立设定原则的检定方法。研发了能够检定四轮定位仪测量结果的仪器,并设计了量值溯源方案。应用发明的检定装置对四轮定位仪测量主销倾角的结果进行了检定,并通过该检定装置解决了四轮定位仪量值溯源的问题。

汽车四轮定位仪检定技术的研究

通过对四轮定位仪检测车轮定位参数过程的分析,建立了检定装置的三维仿真模型,并开发了相应的检定设备。解决了对四轮定位仪测量车轮前束、车轮外倾、主销后倾及内倾的结果进行检定的问题,实现了四轮定位仪的全面正确检定。

轨道车辆转向架刚度试验台的设计研究

针对无法全面评价转向架刚度性能的问题,介绍了采用Solidworks平台开发的新型5自由度转向架刚度试验台虚拟样机的设计过程和结构原理,为设计转向架提供了理论依据。

基于极值外推的高速列车齿轮传动装置载荷谱编制

针对传统传动系载荷谱编制时计数及统计方法的局限性及高速列车齿轮传动装置载荷测量的特殊性,构建了基于电机有功功率的高速列车齿轮传动装置扭矩间接测量方案,统计了传动系扭矩转数历程,提出了一种基于极值理论及非参数密度估计相结合的载荷数据统计方法,从而获得了总体载荷样本概率密度分布函数,并据此建立了高速列车齿轮传动装置程序载荷谱,实现了载荷极值外推和载荷谱压缩。最后,基于实测车辆网端功率转数历程完成了一个高速列车齿轮传动装置载荷谱编制算例。

一种冗余6-DOF并联机构的结构特性与运动学分析

建立转向架参数测定试验台几何解析模型与运动学模型,提出一种基于类线性解耦几何解析法与高阶收敛迭代法相结合的混合策略求解并联机构位姿正解。利用类线性解耦几何解析法建立方程组快速求解位姿正解近似值且作为高阶收敛迭代法的初值。以转向架参数测定试验台为例,基于方位特征集理论(Position and orientation characteristics,POC)对该冗余6-DOF机构进行拓扑结构特性分析和运动学结构分析求得位移传输比矩阵r,根据位移叠加性原理建立方程组求得正解初值,进而运用高阶迭代法求解位姿正解。选取圆形周期性轨迹作为该机构运动轨迹,仿真结果表明,几何解析法求得位姿正解误差值不超过0.8%,且混合策略相比Newton-Raphson法迭代次数减少41%,迭代时间缩短23%,满足了试验的实时性要求。试验台回转角刚度试验结果表明:运用装置测量的回转角度值较给定值误差小于0.041rad,而用提出方法计算回转角度值误差不超过0.019 rad,进一步验证混合策略的有效性与实时性。

基于L-M算法的正交Stewart平台位姿正解的初值补偿

针对牛顿拉夫逊迭代法求解正交Stewart六自由度平台位姿正解对迭代初值依赖的问题,提出基于Levenberg-Marquardt(L-M)算法改进的BP神经网络模型,进而实现对Stewart平台位姿正解的迭代初值补偿值计算,并与基于BFGS拟牛顿算法、SCG量化共轭梯度算法、GDA梯度下降自适应算法所建立的BP神经网络模型进行对比分析,重点分析模型的适应性、预测输出、误差性能等。结果表明:采用提出的基于L-M算法改进的BP神经网络模型对正交Stewart六自由度平台位姿正解的迭代初值校正后,收敛速度有显著提升,初始值校正误差低于0.1%,校正结果满足预期要求。

转向架三轴向转动惯量测试方法

转向架三轴向转动惯量是评估车辆运行性能的重要参数.文中结合转向架参数测定试验台的结构特点,提出了基于振动理论的转向架三轴向转动惯量的试验方法,并构建了转向架三轴向转动惯量测试的数学模型.为实现转向架转动惯量测试时各作动器的控制,文中还建立了基于欧拉角及向量范数的转向架运动平台位姿反解模型,并依托Simulink仿真环境对绕X轴转动惯量测试时运动平台的位姿进行实时解算,得到各作动器伸缩量与时间之间的关系曲线,验证了解算模型的正确性.

轨道车辆转向架一系悬挂刚度测定

为测定轨道车辆转向架一系悬挂的三向动、静态刚度,提出了基于转向架试验台的刚度测定试验方法,利用构架固定装置固定被测转向架构架,将一系悬挂与二系悬挂分离,对一系悬挂沿三个方向分别施加力并测量对应位移,进而计算刚度值,根据测定刚度值评估转向架一系悬挂的弹簧质量和装配关系是否符合要求。对某型号地铁拖车转向架一系悬挂的动、静态刚度进行测定试验,测得一系悬挂的三向静态刚度值和设计值的误差均在设计允许范围(10%)内,被测转向架一系悬挂符合设计要求;1#一系悬挂和2#一系悬挂的横向动态刚度随着频率增加而降低,3#一系悬挂和4#一系悬挂的横向动态刚度则在频率约为5.5 Hz和8.5Hz时均有波动,不同轮对上动态刚度的不同是由于轮轴和轴箱的装配差异造成的,应该对被测转向架一系悬挂的装配关系进行适当调校。

用于转向架刚度测试的六自由度加载平台控制策略

为提升高速列车转向架测试设备的技术水平,提出了一种用于转向架悬挂刚度动态测试的六自由度加载平台.对此平台建立了的位姿解算模型,并确立了平台运动姿态与七台液压缸伸缩量的函数关系.通过对加载系统特点的分析,建立了基于RBF网络整定PID参数的多通道协同加载的控制策略,对每个单通道则采用了零相差前馈跟踪的控制策略.仿真结果证明,这种控制策略不仅对单缸的位移控制具有快速响应的特点,同时也能够对多通道加载实现快速跟踪,提高了六自由度加载平台的运动精度,可将该平台结构和控制策略应用于转向架悬挂定位刚度的动态测试当中.

用于轨道不平顺复现试验的驱动试验谱生成方法

建立了基于多体动力学理论的位姿反解模型,利用Matlab/Simulink求解得到驱动试验台作动器运动的试验谱。建立了转向架试验台简化三维模型,以所生成的试验谱作为输入信号,通过SolidWorks Motion运动学分析,得到轨道不平顺复现值。将复现值与实测数据进行对比,验证了轨道不平顺复现试验谱生成方法的正确性。在转向架试验台上进行了试验验证,轨道不平顺三项参数的试验值与线路实测值相对误差均在5%以内,可以实车应用。

基于最大熵原理的产品拆解费用定量分析

基于拆解过程的随机性特征,结合定义的费用可拆解度概念,构建了产品拆解费用评估的理论模型。应用最大熵原理的方法进行了拆解费用理论概率分布函数的确定,并设计了相应的求解算法。通过仿真试验验证了所提出模型的合理性和所提出方法的有效性。

多传感器并联式三维测力平台及标定

针对参数测试的实际需求及现有三维力传感器的局限性,提出了一种用于高速列车转向架参数测定的三维测力平台。介绍了其结构特点及测量原理,并研发了相应的标定装置。为了解决三维测力平台维间耦合问题,在单轴加载下,分析了平台3个方向的输出特性,从而获得其静态标定矩阵。试验结果表明:本文所设计的三维测力平台偏心载荷作用下最大相对误差为0.42%,测量精度为0.25%;三向载荷同时作用下,测量精度为1.5%,该三维测力平台具有良好的抗偏载能力,能够消除维间耦合的干扰。

基于Solidworks平台的四轮定位仪检定装置三维动画仿真

结合四轮定位仪检定装置的研发过程,介绍了采用Solidworks平台建模、Solidworks Pho-toworks渲染、Solidworks Animator编辑制作动画的方法,为工业产品的表达与交流提供了一种新的思路。