车辆电控空气悬挂结构优化模型与优化设计方法研究

针对悬挂结构及参数设计不合理导致的刚度曲线不理想、车辆姿态不一、调节困难等问题,在分析车辆电控空气悬挂特性指标、影响因素、约束条件基础上,提出了满足设计要求的电控空气悬挂特性优化设计规则与评价方法。建立多目标的悬挂结构优化目标模型,并对其结构及参数进行优化设计。研究结果表明:基于多目标电控空气悬挂结构优化目标模型、优化规则与评价方法,体现了前期悬挂设计与后期实车行驶的多方面要求;结构优化规则与评价方法科学、可行,适用于摆动缸与固定缸式油气悬挂的结构优化设计与评价。

车用双筒盘形缝隙式磁流变液减振器阻尼特性实验研究

设计出一种盘形缝隙式双筒磁流变液减振器(MRD)的结构并描述了其工作原理。对联合研制的盘形缝隙式双筒MRD的阻尼力随电流、位移、缝隙高度和频率等参数变化规律进行了试验研究。试验结果表明盘形缝隙式双筒MRD的阻尼力随着控制电流的增大呈非线性增加;峰值阻尼力可调系数和耗功能力可调系数均随频率增大呈非线性减小,相反却随缝隙高度的增大呈非线性增加。通过分析该型MRD的阻尼特性,为其在装甲车悬挂系统半主动控制中的应用奠定了基础。

盘形缝隙式双筒MRD阻尼力模型与分析

设计出一种基于被动式双筒液压减振器的盘形缝隙式双筒磁流变液减振器(Magneto-rheological fluid damper,MRD),并根据牛顿流体在平行圆盘缝隙间流动的层流模型和磁流变液(Magneto-rheological fluid,MRF)的Bingham本构关系,推导出盘形缝隙式双筒MRD的阻尼力计算模型。提出衡量MRD性能的最重要参数之一阻尼力可调倍数的定义,依据力学模型推导出其计算公式。对公式中影响MRD的阻尼力可调倍数各种因素进行分析,得出在零磁场强时阻尼力不变的情况下提高阻尼力可调倍数的途径。对设计的盘形缝隙式双筒MRD进行台架试验,验证了所推导的力学模型的准确性。通过对三种不同缝隙高度的MRD的试验数据进行分析,得出阻尼可调系数随盘形缝隙高度的变化关系。分析不同电流下低温MRD随着液体温度的升高对可调阻尼力的影响。

磁流变减振器温衰特性对履带车辆悬挂系统性能的影响

对磁流变液及磁流变减振器受温度影响进行实验研究和理论分析,研究表明磁流变液动力粘度和减振器阻尼力随温度升高而降低,因此应用磁流变减振器时,必须考虑温度对其阻尼力影响;利用车辆二自由度悬挂系统模型,仿真分析磁流变减振器温衰特性对悬置质量加权加速度均方根值和动行程的影响。研究表明,随温度升高,悬置质量加权加速度均方根值先减小后增大,而动行程随温度升高不断增大,通过适当增加磁感应强度可一定程度上减小由温度引起的加权加速度均方根值和动行程均方根值增大。

履带车辆非线性悬挂系统的ADAMS仿真

根据履带车辆悬挂系统的结构特点和元件特性,将履带车辆悬挂系统简化为非线性八自由度半车模型,并给出了应用ADAMS软件进行仿真的方法.建模过程中考虑了履带对路面激励的影响,并给出了路面时域输入的构造方法和软件实现.对常用车速和典型路面的仿真结果表明,所建立的非线性模型能够较好地反映履带车辆悬挂系统的几何非线性,并能够对负重轮离地情况正确模拟.基于此模型,应用ADAMS的优化功能,可以得到履带车辆不同行驶工况下的最优悬挂阻尼和刚度系数.

磁流变减振器变阻尼特性对车辆平顺性的影响

对盘形缝隙磁流变减振器阻尼特性进行理论分析和实验研究后,得出该减振器阻尼特性、磁感应强度与活塞运动速度之间的关系式。在不实施控制策略的前提下,利用2自由度悬挂系统分析了磁流变减振器阻尼特性变化对车体垂直振动加速度均方响应和动行程均方响应的影响,指出活塞在高速运动时难以对磁流变减振器进行变阻尼控制的原因,同时得出磁流变减振器阻尼特性随活塞运动而变化的特性对悬挂系统的影响,为其在车辆悬挂系统半主动控制中的实际应用提供了有价值的理论依据和实验结果。

含表面缺陷扭力轴的断裂失效分析

通过扫描电子显微镜和 X 射线能谱仪对某型履带车辆含表面缺陷扭力轴的正断型断口进行了失效分析,结果表明,扭力轴的断裂属于早期低周疲劳断裂,裂纹起源于扭力轴表面的微损伤,冶金过程中产生的微观孔洞和夹杂聚集于扭力轴表面及次表面影响了裂纹的扩展方向并形成了特殊的微观特征。在此基础上,分析了表面缺陷使疲劳寿命降低的原因,对扭力轴的生产、使用和维修提出了建议。

履带车辆悬挂系统磁流变阻尼振动控制分析

在建立履带式车辆悬挂系统两自由度运动微分方程的基础上,采用LQR控制算法仿真分析了某型履带车辆悬挂系统在实测六条不同路面激励输入下,全闭环反馈对整车振动的控制效果;结合Hrovat限界最优半主动控制算法和车辆悬挂系统振动的半主动控制策略,仿真分析了磁流变阻尼器对整车振动的控制效果,并与LQR控制结果作了比较;通过对比半主动控制力跟踪主动控制力的情况,分析了磁流变半主动控制能够很好地逼近主动控制的原因;得出了采用磁流变阻尼器实现履带车辆悬挂系统半主动振动控制的技术途径是可行的结论。

基于极点配置法的履带车辆悬挂系统主动控制仿真

建立了履带车辆悬挂系统主动控制的力学模型并将其转化为数学模型.通过极点配置法对采用主动控制的履带车辆悬挂系统进行仿真,并将仿真结果与采用被动悬挂系统相比较.结果表明,采用了主动控制悬挂系统的车身振动明显降低.

一种新型磁弹扭矩传感器的研究

提出了一种不需要借助磁涂层的直接测定轴材料应力的扭矩传感器,对其基本原理进行了分折,进行了结构设计并给出了台架实验结果。所设计的传感器结构小巧,安装方便。实验表明这是一种直接的、有效的测量方法,这种磁弹扭矩传感器对于开辟扭矩测试的新方法具有重要的意义。

基于MRF-油气阻尼器的履带车辆半主动悬挂模型与分析

现代战争中悬挂系统对履带车辆机动性的意义非常重大,而刚度和阻尼系数同时可调的半主动悬挂将是悬挂系统发展的方向．文章设计了由油气弹簧和叶片式磁流变阻尼器组成的半主动悬挂的结构,并分别基于平板模型阻尼器和单气室高压气缸推导了阻尼力和刚度的计算公式,分析了影响因素．结论表明新的半主动悬挂系统刚度和阻尼系数可调范围能满足在不同路面工况下车辆对减振的要求,并具有Fail-safe功能．

双筒式电/磁流变减振器内沉降颗粒再分散研究

针对传统双筒式电/磁流变减振器底阀堵塞问题,设计了一种单程阀,取代原有压缩阀.该阀安装在活塞杆导向座上,在压缩行程时开启,使工作缸上腔的浮油到达补偿腔;在拉伸行程时关闭以获得较高阻尼,同时浮油经底阀进入工作缸下腔,与沉降颗粒重新混合.试验结果表明,通过该阀可利用车辆振动能量使电/磁流变液单向循环流动,达到动态混合均匀、消除沉降影响的目的.

军车磁流变半主动悬挂关键部件研制概述

概述了军车磁流变半主动悬挂关键部件研制现状,着重介绍了最新设计的具有盘形径向节流阀结构的磁流变减振器及其控制系统.经台架及随机道路试验表明:该磁流变减振器输出力大;磁流变半主动悬架能明显抑制车身的低频共振峰值,能满足军车半主动振动控制需要.

基于磁流变液减振器的履带车辆悬挂振动控制研究

选用履带车辆二自由度1/4的车体模型,分别针对被动悬挂系统和基于磁流变液(MRF)减振器的半主动悬挂系统建立了相应的数学模型,并在加上H∞控制算法后,得出了半主动悬挂系统的阻尼控制力。采用控制系统的分析和仿真软件MATLAB中的SIMULINK工具箱进行了被动及半主动控制的仿真,并将两次仿真结果进行了比较。结果表明,采用基于H∞控制算法的半主动悬挂系统的车身振动得到了明显控制。

叶片式减振器内部泄漏量实验分析

分析了叶片式减振器内部缝隙泄漏对阻尼力的影响.将泄漏缝隙简化成一个与常通孔并联的等效节流通道,依据伯努利方程计算常通孔流量,并将计算值作为真实值,应用减振器阻尼力台架实验数据,间接得出了等效节流通道的流量特性及结构参数.最后,利用插值法绘制了泄漏流量百分比与常通孔孔径、叶片摆动角速度之间的关系图.研究表明:极小孔径变化能引起极大阻尼力变化,说明通过控制传统叶片式减振器常通孔的流量可以实现可控阻尼力减振器;减振器内部泄漏缝隙对阻尼力的贡献要大于节流孔的贡献,缝隙泄漏量是影响可控减振器阻尼特性的关键数据.等效节流通道的结构参数可为可控减振器设计提供依据.

加速度输入的履带车辆悬挂系统LQR控制建模与仿真

建立了以加速度作为路面激励输入信号,且考虑非悬置质量的履带车辆二自由度二分之一车辆力学模型,选定状态变量,推导出悬挂系统状态方程和振动微分方程。基于线性二次型(LQR)最优控制理论的主动控制算法得出最优控制力,依据磁流变阻尼器半主动限界Hrovat控制算法追踪最优控制力,实现悬挂系统磁流变阻尼半主动控制。对典型正弦路面激励下履带车辆悬挂系统的主动、半主动控制效果进行了仿真,并与被动控制效果进行比较。结果表明,建立的力学模型可信,算法能很好控制车体位移和加速度。

新型无缆管道机器人关键技术的研究

油气管道健康监测中管道机器人的研发是特种机器人领域中的热点,提出了管道机器人工程实用化中几个关键技术壁垒及这几个关键问题的解决措施。机器人移动牵引机构采用电机驱动丝杠旋转,丝杠上滑架(丝杠螺母)前移,两组支撑腿臂蠕动前行方式;整个机器人系统能量供给方面采用流体推动桨叶发电,对承载的锂电池组充电以实现机器人自推进;机器人通信方面采用管道内光纤传输视频图像和数据,管道外以无线方式与上位机监控设备双向无缆通信;整个机器人系统方案的可行性在模拟环境中得到了验证。

双筒单出杆式磁流变阻尼器力学特性研究

介绍了一种基于流动模式的双筒单出杆式磁流变阻尼器结构和工作原理,推导了其阻尼力公式。对基于上述结构的MRF阻尼器的阻尼力、电流、位移、速度和频率等力学特性进行了试验研究。结果表明流动模式磁流变阻尼器的阻尼力随控制电流的增大呈非线性增加,其耗能减振能力优于传统的被动阻尼器。气囊导致压缩行程终点阻尼力放大,并可以在一定程度上消除复原行程的空程现象。而阻尼器的结构尺寸和所选用的磁流变液一旦确定,其可调倍数只依赖于最优的磁路设计。通过深入分析该型阻尼器的动力特性,为改进研制装甲车辆磁流变减振器奠定了基础。

车辆悬挂系统参数对传动系统扭振的影响规律

该文利用车辆整车和传动系振动综合数学模型，对车辆悬挂系统参数对传动系扭振的影响问题进行了研究。着重对坦克履带车辆进行了分析计算，以此阐述探讨了该问题存在的规律，并提出进一步研究的设想。

具有限压惯性阀的减振器特性研究

为降低经减振器传递的冲击力,在减振器底阀上设计了一种惯性阀.该减振器输出的阻尼力取决于活塞压缩速度与车轮垂向加速度.该阀在车轮受到不平路面的强冲击时,通过旁通孔卸载降低阻尼限制冲击力的传递,使减振器实现自适应变阻尼.试验结果表明,该阀可改善车辆的平顺性和操纵稳定性.