某轻型商用车空气悬架系统仿真分析与优化

为解决某轻型商用车在脉冲路面工况行驶中振动过强问题,针对该商用车复合空气悬架系统开展动力学特性仿真分析与优化研究。首先基于空气弹簧准静态拉伸-压缩试验建立了不同气压下的刚度特性模型,进而通过整车多体动力学仿真研究了该车辆在随机和脉冲输入下的振动特性。其次,利用Isight、Matlab和Adams/Car建立了整车平顺性联合仿真分析模型,通过试验设计法对复合空气悬架系统参数进行灵敏度分析,确定了对整车平顺性能影响较大的参数。最后以影响较大的参数为设计变量,基于构建的联合仿真平台和NSGA-Ⅱ优化算法进行了整车随机和脉冲输入下的平顺性优化。优化后的平顺性仿真分析结果表明,在随机输入下,驾驶员处的加权加速度均方根值降低了13.6%、乘员处降低了25.6%,在脉冲输入下,驾驶员处最大垂向加速度降低了15.9%、乘员处降低了29.4%,整车平顺性显著提升。

基于鲁棒控制的电磁主动悬架整车平顺性分析

针对传统被动悬架系统无法在复杂工况时保持较好行驶平顺性的问题,为电磁主动悬架设计了鲁棒控制器.建立整车七自由度电磁悬架动力学模型,利用鲁棒控制理论对被控输出和控制输入量进行加权处理,设计了H∞鲁棒控制器.在车速为30 km/h和60 km/h的随机路面、20 km/h和45 km/h的正弦冲击路面时,对电磁主动悬架系统进行仿真分析.结果表明,鲁棒控制的电磁主动悬架与被动悬架相比,主要性能指标均有所改善,在随机路面下车身垂向加速度改善28.03%,说明所设计的鲁棒控制器比较合理,采用鲁棒控制的电磁主动悬架可以有效改善汽车行驶的平顺性.

前、后轴双电动机驱动电动车的平顺性分析与优化

为了评价汽车的平顺性,以某款前、后轴双电动机驱动电动车为研究对象,在考虑其4个车轮的垂直自由度、驾驶员与座椅的垂向运动以及车身的垂向运动、俯仰运动、侧倾运动的情况下,基于MATLAB/Simulink软件,建立了前、后轴双电动机驱动电动车的8自由度动力学模型.在C级路面白噪声激励输入下,分别对车身的质心加速度、侧倾加速度、俯仰加速度和车身俯仰角以及座椅加速度进行了仿真分析.使用粒子群算法对系统参数进行优化设计,得出优化后的最优前、后悬架刚度以及最优前、后悬架阻尼系数,并对优化后的模型进行仿真验证.结果表明:优化后的前、后轴双电动机驱动电动车平顺性得到了改善,优化后座椅处的加权加速度均方根值有显著减小,理论最优值仅为优化前的43.8%,在舒适界限内;脚部和背靠处的加权加速度均方根值也有不同程度的减小,理论最优值分别为优化前的42.1%、44.0%.

非线性橡胶悬架系统平顺性仿真与试验

基于橡胶元件非线性力学特性试验和悬架减振性能台架试验,建立了工程自卸车平面八自由度集中质量参数模型,该模型包含了刚度立方非线性和阻尼分段非线性.用龙格库塔法求解八自由度强非线性动力学方程并用试验验证了仿真模型的正确性.仿真分析与试验研究都表明橡胶悬架减振特性仍需进一步的优化设计.通过橡胶悬架参数灵敏度分析,确定了橡胶悬架最合适的优化参数;双参数的仿真研究表明在考虑有效约束条件下能优化得到橡胶悬架的最佳值.该研究为非公路车辆橡胶悬架的优化设计奠定了基础.

农用运输车行驶平顺性的模拟计算与分析

提出了四轮农用运输车的八自由度随机振动系统模型，对整车行驶平顺性进行了计算机模拟计算和分析，计算结果得到了试验验证。

车辆悬架系统数学模型改进及仿真研究

首次利用坐标变换的方式建立了车辆悬架系统模型,把工程中常用的加速度信号作为模型的输入,不仅提高了模型的计算精度,而且更加具有实用性。选取典型路面,通过实际测量的方式获取前、后桥的加速度信号,对多个方案进行优化仿真,得到了合理的悬架匹配方案。相关的模型及研究方法为悬架系统的合理设计提供了理论依据,为今后车辆进一步仿真研究提供了参考。

改进的车辆平顺性模型

首次利用坐标变换的方式建立了车辆平顺性系统数学模型,将模型输入信号转换为前、后桥的加速度信号。与传统的整车平顺性模型比较,由于把工程中常用的加速度信号作为模型的输入,不仅提高了模型的计算精度,而且在工程实际中更加具有使用价值;利用等效变换将复杂的轮胎分离出去,也增加了模型的真实性。利用matlab/simulink建立了整车平顺性仿真模型,考虑到板簧刚度、阻尼的非线性,对模型中的复杂输入参数进行了初步探讨。为了验证仿真模型的有效性,进行了相关的整车试验。对比试验数据和仿真曲线,可以看出平顺性模型的仿真结果与试验结果是非常吻合的。

车辆系统横向运动稳定性评判的数值仿真研究

采用极限环法、构架加速度幅值法、构架和轮对加速度均方根值法对车辆系统的横向运动稳定性进行了评判。结果表明,采用构架加速度幅值法评判得到的临界速度高于采用极限环法得到的,而采用构架和轮对加速度均方根值法评判得到的临界速度在速度高时往往要低于采用极限环法得到的。对于TSI L 84—2008标准规定的构架加速度幅值评判方法,通过仿真分析,建议将其滤波频率3Hz～9Hz改为2Hz～9Hz,以覆盖低于3Hz的蛇行失稳频率,使评判结果更加准确。最后,还对高速车辆蛇行失稳后的脱轨安全性和运行平稳性进行了分析。

基于实际道路激励谱的摩托车平顺性混合仿真分析

应用道路模拟试验技术、有限元分析法和多体动力学仿真技术建立了摩托车平顺性混合仿真分析模型,并验证和改进了仿真模型;根据相关文献和标准探索了摩托车平顺性客观评价方法,最后对摩托车平顺性仿真进行了客观评价。

制动工况下汽车乘坐舒适性仿真分析与研究

针对制动工况对汽车乘坐舒适性影响最为显著这一主观试验结论 ,建立了反映路谱对乘坐舒适性影响的七自由度“制动 -振动”联合模型 .采用Simulink仿真软件包对该数学模型建立了仿真模型 .仿真分析了不同制动力矩和不同路面对乘坐舒适性的影响 。

基于ADAMS的脉冲路面输入平顺性仿真分析

以皮卡车为研究对象,利用ADAMS/VIEW软件建立了包括前后悬架、轮胎、车身、转向系和人—椅系统等在内的整车多刚体动力学模型,并对建模中的关键问题进行了重点说明。运用ADAMS软件对建立的整车多体动力学模型进行了脉冲路面输入下的平顺性仿真分析,仿真结果与该车试验结果吻合较好,验证了建立的整车模型的准确性,为该车的设计分析提供了依据。

飞机无杆牵引车多工况牵引的平顺性仿真及优化

平顺性是车辆动力学性能的一个重要方面,车辆的平顺性优化是一个组合优化的问题。飞机无杆牵引车在牵引飞机时是一个复杂的多体动力学系统,研究无杆牵引车牵引作业的平顺性,对减少牵引车部件及轮胎的磨损,降低前起落架的振动有着重要意义。利用Adams建立无杆牵引车-飞机系统虚拟样机,考虑了飞机起落架的空气缓冲支柱的影响,并分析了路面等级、路况、车速对系统平顺性的影响。根据机场道面的情况,建立两种不同的随机输入路面仿真无杆牵引车的行驶平顺性,并对影响牵引车行驶平顺性的参数进行优化仿真分析。仿真优化结果表明,通过选取合适的无杆牵引车牵引速度,以及适当的降低牵引车悬架的刚度及阻尼,能够有效的提高牵引工作时的行驶平顺性。

基于虚拟技术的空气悬架客车平顺性仿真分析

以国内某空气悬架客车为研究对象,利用多体动力学软件建立其整车多体动力学仿真模型并进行平顺性仿真分析,所得仿真结果与实车道路试验结果基本吻合,证明仿真模型是可靠的。仿真结果对空气悬架客车的开发与改进具有一定的指导意义。

汽车刚柔耦合建模及平顺性分析

汽车行驶过程中因路面不平引起的振动冲击,会使一些受力较大的部件产生弹性变形。本文依据某型汽车参数,结合有限元软件ANSYS和ADAMS,分别创建了该车刚体模型和刚柔耦合模型。通过B级随机路面平顺性仿真实验,对两模型的质心加速度、悬架动行程和轮胎动载荷进行了比较分析,浅析了部件弹性变形对汽车平顺性的影响,并对该车的平顺性进行了初步分析。

基于键图理论的汽车平顺性仿真分析

探讨键图理论用于汽车平顺性仿真分析的方法,将所建立的汽车四自由度振动键图模型与Matlab的Simulink仿真工具箱仿真方框图相连接,直接利用Simulink的可视化功能,实现汽车平顺性可视化仿真。键图模型和Simulink仿真工具箱的连接可使键图理论在汽车系统仿真分析研究中更为简便、快捷。

人-车-桥耦合系统振动分析及乘客舒适度评价

基于8自由度人椅动力学模型和31自由度车辆模型建立人-车-桥耦合系统,车辆与轨道桥梁通过轮轨接触力及位移协调条件耦合,建立人-车-桥耦合振动方程,采用Newmark-β法对方程组进行求解。对国产300 km/h动力分散式列车的过桥行走过程进行分析,采用乘坐舒适度指标对人体振动舒适性进行评价,并讨论了轨道不平顺等级、车速、乘客数量以及乘客位置对人体舒适程度的影响。

基于虚拟样机的汽车平顺性仿真分析

虚拟样机技术是当前设计制造领域的一项新技术,涉及工程、计算机、仿真与数值方法等多个学科领域,是对复杂系统进行仿真分析的有效手段。运用多体动力学软件ADAMS建立某商用载货汽车整车虚拟模型,并通过虚拟样机技术对该车进行了平顺性仿真分析,探讨了在时域和频域内分析汽车平顺性的方法。

基于Matlab的人-车-路三质量车辆主动悬架控制仿真研究

在建立四分之一车辆三质量动力学模型的基础上,通过白噪声积分输入的路面激励,根据最优控制理论,设计了人—车—路相互作用的三质量车辆主动悬架最优控制器。通过运用Matlab仿真软件建立仿真模型。通过对控制器参数调整,实现了主动悬架和被动悬架的比较仿真。仿真结果表明,主动悬架能够明显的降低车身垂直加速度,悬架动挠度和车轮动载荷也有所改善,从理论论上证了主动悬架在改善汽车行驶平顺性上具有明显的优越性。

弹性层状路面对车轮中心平顺性影响的仿真研究

使用仿真的手段对层状路面上行驶的柔性轮胎的轴心运动响应进行了研究。首先根据各种等级路面的数据,在MATLAB中创建了其离散的不平度数据,处理以后转化为ANAYS中的关键点,然后生成路面的表层,接着创建了路面的下四层,而对轮胎使用平面模型,调用LS-DYNA求解器计算轮胎中心的加速度响应。仿真结果表明,相对于刚性路面而言,柔性路面起到了一个减震的作用。而且路面等级越高,则加速度响应均值越小。且随着道路等级的降低,柔性路面的减震效果总体上趋向显著,其影响高达50%以上。

汽车脉冲路面输入平顺性仿真分析

以某皮卡车为研究对象，利用ADAMS／VIEW软件建立了车辆多刚体动理学模型，并进行了脉冲路面下的仿真。将仿真所得结果与试验所得结果进行了对比，结果表明数据吻合较好，整车模型建立准确，为进一步对车辆做设计分析打下了良好的基础。