多路况下轮式装载机行驶动力学研究

为了研究多路况下轮式装载机的行驶动力学特性,提出轮式装载机行驶动力学评价方法,建立轮式装载机与路面耦合的动力学模型,仿真模拟得到了轮式装载机在F级对称和非对称路面上空载低速、空载高速、满载低速、满载高速行驶工况下轮心和铲斗处的横向、行驶方向和垂直方向上的加速度值。结果表明:轮式装载机在多路况下垂直方向上的振动是行驶动力学性能最大的影响因素。这种基于ADAMS软件的装载机行驶动力学仿真模拟试验,为轮式装载机行驶动力学的优化与改进提供了一种新颖、有效的方法。

某多管火箭炮车炮刚柔耦合极限路况行驶动力学研究

采用刚柔耦合的方法,对某新型车载防空多管火箭炮进行了通过垂直凸台、水平壕沟、陡坡等极限路况的行驶动力学仿真研究。建立了越野车与防空多管火箭炮的刚柔耦合动力学模型,并考虑轮胎的作用,计算了越野车前后轮通过垂直凸台的极限高度和水平壕沟的极限宽度,建立各种极限路况的计算模型,对车载防空多管火箭炮进行了行驶动力学仿真,得到全系统的动态响应,为新型防空火箭武器系统的研制、试验提供了理论支持。

步兵战车行驶动力学模型仿真与修正

建立了某型步兵战车行驶动力学仿真模型并基于实车行驶试验建立支持向量机响应面对仿真模型进行了修正。根据仿真路面与约束关系对步兵战车行驶动力学模型进行了仿真计算;提取典型节点行驶过程中的垂向加速度功率谱密度相似度作为目标函数,引入支持向量机响应面作为修正算法,修正了步兵战车悬挂与座圈刚度-阻尼系数。修正结果表明基于支持向量机响应面的模型修正方法大幅提高了车体动力学模型精度,更准确的反映了步兵战车行驶过程中的机构动态特性。

汽车行驶动力学性能的多目标优化

在1/4车辆模型的基础上建立7自由度人体-座椅-悬架模型。选取座垫加速度、悬架动挠度和车轮动载荷作为目标函数,根据参数灵敏度分析结果选择悬架和座垫参数作为设计变量。利用无量纲化消除多行驶工况对优化计算的影响,在此基础上建立了车辆行驶动力学性能多目标优化模型。选择带精英策略的非支配排序遗传算法(NSGA-II)对优化模型进行求解,得到了Pareto最优解集与Pareto前沿。优化结果显示:适当减小座椅座垫刚度并增大阻尼有助于改善乘坐舒适性并且几乎不影响其他性能;Pareto最优解集中的悬架刚度与阻尼呈线性正相关关系,这也决定了乘坐舒适性和悬架动挠度不可能同时达到最优设计;根据车轮动载荷的设计水平可以近似确定轮胎刚度。

基于随机路面激励的车炮刚柔耦合行驶动力学研究

基于随机路面激励,应用多刚体系统动力学和柔性多体系统动力学理论,对某新型车载防空多管火箭武器系统进行了行驶仿真研究。文中建立了越野车与多管火箭武器的刚柔耦合动力学模型,考虑了轮胎在其中的作用,重点编写了B级路面的随机路面谱,进行了各种速度的行驶仿真分析,得到了车炮系统及关键部件的动态响应,为新型防空火箭武器系统的研制、试验提供了理论支持。

客车空气悬架行驶动力学分析与优化

根据某空气悬架大客车的设计要求,建立整车底盘系统的ADAMS多体动力学模型,并对其进行动力学仿真分析;通过和实验数据对比,验证模型的正确性。对整车悬架布置进行优化,以减小制动点头量。

基于路面不平度的车载导弹刚柔耦合行驶动力学研究

应用多刚体动力学以及多柔体动力学理论,对某型车载导弹进行了行驶分析,建立了部分构件柔性体模型及车载导弹刚柔耦合模型,并结合由随机离散方法建立的路面模型,在所编辑的B级路面上对车载导弹进行了3个速度下的行驶动力学仿真,得到了三轴向振动量级谱线图,与技术要求所对应的谱型图进行了对比分析,得到了不同轴向振动量级的对比结论。

路面不平度对车辆行驶动力学模型的简化研究

通过理论分析,建立路面对四轮汽车输入的时域模型,对其进行动力学仿真。建立行驶动力学的汽车模型,代入路面随机输入的不平度变量,该模型可保证实时精度,以利于车体的设计计算。

轮式越野车辆行驶动力学特性建模仿真

考虑底盘悬架结构和轮胎作用,建立了某型轮式越野车辆底盘的多体动力学模型,并结合路障冲击试验方法进行了校验。结合B^G级路面不平度,建立了该型轮式越野车辆在不同等级路面上的行驶动力学模型,并对车辆以不同速度行驶并在不同等级随机路面不平度激励下的垂向加速度和车体俯仰姿态角进行了仿真分析。仿真与试验结果表明,所建立的轮式越野车辆的底盘动力学模型和行驶动力学模型具备较高的可信度。

车辆系统的非线性行驶动力学响应

深入研究车辆在粗糙路面行驶而激励引起的非线性振动响应,对揭示复杂动态响应机理和提升动力学性能具有重要的理论意义与工程价值.首先,本文利用运动非线性机制,建立质心垂向平移和绕质心俯仰的两自由度车辆系统的力学模型,利用拉格朗日方程导出系统的非线性运动微分方程,分析自由振动系统的非线性回复力、势能曲线特性及平衡点稳定性.其次,针对自由振动系统,分析线性近似系统的频率比随参数的变化规律,又利用谐波平衡法分析非线性近似系统的幅频曲线特性.最后,针对强迫振动系统,利用数值方法得到系统的阻尼、路面波长及波幅对幅频响应曲线的影响规律.结果表明,新型车辆模型具有复杂非线性动力学特性,为行驶车辆系统提供参数设计和揭示振动机理提供理论参考.

某轮式自行高炮底盘系统行驶动力学仿真研究

利用MATLAB和ADAMS软件建立了8级典型路面数字化模型和高炮底盘系统虚拟样机模型并进行验证,证明了模型的准确性,在此基础上,对高炮底盘系统进行行驶动力学仿真分析,得出了该高炮底盘系统在不同速度和不同路面下的行驶动力学特性,仿真结果为该装备后续的结构优化研究提供了支撑。

全地面起重机行驶动力学仿真研究

建立全地面起重机的整车振动模型及其AMESim仿真模型,并建立随机路面谱模型,在A、B、C、D四个等级路面激励下,对比分析了不同阻尼孔直径对整车的垂直振动振动特性的影响,得到了其相关的变化规律。

煤矿履带巡检机器人多体动力学建模及越障仿真

针对煤矿井下底板路面变化多样,履带巡检机器人行走机构行驶动态特性复杂,底板路面对履带行走机构响应较大,表征和模拟履带-底板路面相互作用的行驶特性较困难。特别是台阶型路面,履带行走装置在越障时其机身上仰姿态过高、落地时履带受到的冲击较大。基于履带地面力学理论,通过一定数量的经验常数确定煤矿底板路面参数,采用柔性体多体动力学的有限段模型方法建立履带行走机构虚拟样机模型,完成巡检机器人在水平底板路面及台阶型路面环境下的多体动力学仿真实验,其履带与地面的接触力、履带内部的轴套力及履带变形情况与机器人行驶、越障过程相一致,表明建模方法正确;同时得到巡检机器人在不同底板路面状况下,其滑转及滑移率也会随之发生变化,在水平底板路面其履带滑转率较小,但在越障过程中,履带理论速度与实际速度相差较大,特别是履带刚接触到障碍瞬间、以及机器人刚越过台阶型障碍瞬间可达0.78,研究结果可为履带巡检机器人在煤矿井下的智能控制提供理论依据。

某纯电驱动重载车辆能耗预测模型

高精度能耗预测模型是准确预测车辆续驶里程的重要前提。针对载荷大幅度变化且非结构化道路运行的纯电驱动重载车辆,建立其组合能耗模型,该模型由能耗计算基本模型与长短时记忆(Long Short-Term Memory,LSTM)神经网络差值修正两部分组成。基于能量流动过程驱动电机和变速器效率建模,结合汽车行驶动力学建立能耗计算基本模型;采用LSTM神经网络来修正基本模型能耗预测结果与车辆典型工况功率测试值的差值,有效提高了大幅变载荷且低信噪比坡度环境下的车辆能耗预测精度,因此组合能耗模型具有参数简单和模型拟合不需解释能耗规律的优点。经试验测试分析,与VT-Micro能耗模型和径向基(Radial Basis Function,RBF)神经网络能耗模型相比,所提组合能耗模型的功率预测平均误差率分别降低了17.76%和3.35%,能够实现纯电驱动重载车辆复杂工况下能耗的准确实时预测。

齿轨铁路线路平面关键设计参数研究

线路平面设计参数的确定对齿轨铁路试验线及运营线建设具有重要作用。以标准轨距铁路线路计算原理为基础,结合米轨车辆与线路之间的匹配关系,基于行驶动力学理论对齿轨铁路线路平面关键设计参数取值进行初步研究。通过类比标准轨距铁路和总结国内外规范相关参数取值,得出齿轨铁路曲线半径和缓和曲线长度的计算公式和控制指标取值。结果表明:对于黏着路段最高设计速度120 km/h和齿轨路段最高设计速度40 km/h的齿轨铁路,黏着路段的最小曲线半径一般和困难条件下分别可取900,750 m,齿轨路段的最小曲线半径一般和困难条件下分别可取350,300 m;黏着路段的缓和曲线长度应结合曲线半径相应选择,齿轨路段的最小缓和曲线长度均取为20 m。

2种铁路缓和曲线线型力学性能对比分析

基于行驶动力学理论,推导出考虑列车加减速行驶的车体侧向加速度时变率计算公式。针对三次抛物线型和半波正弦型2种线型的铁路缓和曲线,通过理论计算并与仿真计算结果进行对比,分析5种不同工况下缓和曲线上车体侧向加速度时变率的变化情况。结果表明:给出的考虑列车加减速行驶的曲线上车体侧向加速度时变率计算公式可用于不同缓和曲线线型的比选;在三次抛物线型缓和曲线上的4个连接点处,车体侧向加速度时变率有突变值,而半波正弦型的缓和曲线没有突变值,因此半波正弦型缓和曲线对提高旅客乘坐舒适度比三次抛物线型缓和曲线更具有优势。

农用履带收割机典型路况下的动力学仿真分析

为全面分析某型农用履带收割机在典型路况下的动力学特性,以多刚体系统动力学理论为基础,建立了该型收割机的多体系统动力学模型,通过理论结果与仿真结果的对比验证了模型及方法的真实性,并在此基础上开展了B级随机路面与含垂直土丘等极限路况下的行驶动力学仿真研究。结果表明：车辆以两种典型速度通过B级随机路面时,除了少数起伏较大的位置上加速度值较大外,其他位置上的垂向加速度在3个重力加速度以下;当该收割机以典型车速通过0.1m障碍时,车速越高,车体的垂向加速度越大,车体的振动频率越大;而以典型速度分别通过0.1 m和0.15 m障碍时,车速相同情况下,随着障碍高度的增加,车体的最大垂向加速度值呈1.5~2.2倍左右的增加。所述研究方法及结果可为该类农用履带收割机的研发及改进提供参考。

基于可拓物元法的车辆动力学性能主观评价

汽车的行驶动力学性能作为汽车主动安全的重要属性,需要在汽车设计、使用等环节对其进行有效评价。汽车行驶动力学性能的主观评价方法,具有限制少、效率高、可测参数广等优点,能更好地提高汽车性能与消费者实际需求的契合度。为了对主观评价中存在矛盾性的诸多参数进行有效综合、得出具有一定区分度的评估结果,文章提出了一种基于可拓物元法的车辆动力学性能主观评价方法。首先采用最大偏差加权法将差异较大的指标赋予更大的权重;其次对传统的可拓物元法进行修正,将各指标评价中存在的矛盾问题和不一致性转换为相容问题,将评价者的主观感受转化为具有科学依据的量化数值,从而为管理者和决策者提供辅助决策。

道路横向加速度变化率作为线形舒适性评价指标的探讨

该文通过对汽车在道路平曲线上行驶状况、受力情况的分析,从行驶力学的角度确定了横向加速度和轴向加速度的关系,进一步推导出综合了路线平、纵、横的横向加速度变化率模型。提出了以横向加速度变化率为指标来评价道路线形舒适性的方法,并结合实际工程,应用该评价方法的对路段线型舒适性进行了评价检验。

电传动履带车辆双侧驱动控制研究

提出了采用双电机分别驱动两侧主动轮的电传动履带车辆行驶控制方案.在建立车辆及驱动系统数学模型的基础上,完成了分布式控制系统设计,提出转速调节与转矩调节的双侧驱动控制方案并进行对比分析.行驶试验验证了控制方案的可行性.两种控制方案已在车辆上成功应用.