周松盛[1]2009年在《汽车双前桥转向系统的分析、建模仿真与优化》文中研究表明多轴转向汽车在社会中所发挥的作用日趋显着,其市场需求不断增加,但是相关的研究较少,不够深入和完善。在此背景下,本课题对双前桥转向车辆的转向系统进行了较为全面的研究.本文研究覆盖了双前桥转向的转向理论、转向系统结构模型及优化、转向系统的动力学分析、双前桥转向汽车的线性二自由度汽车模型以及其稳态响应.本文首先阐述多桥转向理论国内外的研究现状,总结了前人的主要研究工作和成果;同时指出了多桥转向中尚未解决、依然面临的难点和问题。其次介绍了双前桥转向车辆的转向机构和转向理论;重点阐明双前桥汽车在转向过程中的理想运动学特征,推导了转向轮转角之间的相互关系。随后建立了双前桥转向系统的整体数学模型及其优化模型。为便于分析与建模将转向系分成转向梯形、垂臂-节臂-直拉杆、双摆杆机构叁部分,由局部到整体建立完整数学模型:深入地剖析了双前桥转向汽车的转向过程,分析了双前桥转向汽车在转向过程中理想化的内、外轮转角和实际操作过程中的差异,提出了以‘错位距离'最小为优化目标,瞬时转向中心线为约束条件的一个崭新的优化模型。并结合约束条件改进了原始优化目标函数,引申出了一种简单有效的可行性方案。之后将线性二自由度汽车模型理论应用于双前桥转向汽车,对双前桥转向汽车进行运动学分析。主要以牛顿力学原理为基础,结合各参量间的几何、动力学关系,以车辆转向过程中Y轴方向受力和绕车辆坐标系Z轴的转矩平衡为切入点推导了双前桥转向汽车的运动学微分方程组;并对其适当推广得出同样适用多轴转向车辆的微分运动学方程组。本文最后基于运动学微分方程组推导了双前桥转向车辆横摆角速度的表达式,同时以横摆角增益为对象考察双前桥转向的稳态转向特性。双前桥转向汽车的横摆角增益表达式比较复杂,为了便于定性分析本文作了一些必要的简化假设,和普通单轴转向汽车的横摆角增益进行了对比。
廖丹[2]2002年在《重型汽车双前桥转向系统的优化设计及仿真研究》文中进行了进一步梳理随着我国重型载货汽车双前桥转向系统的广泛应用，对双前桥转向系统运动学的分析与研究变得日益重要。本文针对重型汽车具体结构，在前人的经验的基础之上，运用平面投影方法建立双前桥转向系统的空间数学模型，结合优化理论确定12参数的优化目标，使用C++和MATLAB软件编写优化算法程序对各参数进行优化求解，得出优化结论。本文还探讨了多刚体系统理论在双前桥转向系统运动学仿真中应用问题，使用多刚体仿真软件ADAMS建立双前桥转向机构的空间模型并进行了运动学仿真分析，同时运用其中的设计研究和优化分析功能分析各参数对系统运动学性能的影响，并得出优化结果。将ADAMS结论与C++、MATLAB结论进行了对比，得出ADAMS的优化结果要好些。本文将MATLAB和ADAMS软件应用到优化设计中，为今后的优化仿真研究工作提供了可行的方法和工具。
李仲奎[3]2006年在《基于虚拟样机技术的双前桥重型汽车转向系统仿真研究》文中研究说明虚拟样机技术作为一项新的产业技术,已经开始应用到各个领域,显示出了巨大的技术优势和经济效益。本文从分析虚拟样机技术的特点和优势出发,针对现有双前桥汽车转向系统设计评价手段存在的不足,将虚拟样机技术引入重型汽车设计开发领域。应用机械系统动力学自动分析软件ADAMS(Automatic Dynamic Analysis of Mechanical Systems),针对某型号重型汽车双前桥系统为研究对象,建立包括车身、转向盘、循环球式转向器、双前桥、双摇臂、悬架、主销、转向轮等在内的双前桥系统多体模型。依据建立的虚拟模型和仿真结果,对转向系统进行了相关的运动学分析、干涉校核分析和动力学分析,并运用ADAMS软件对双摇臂机构进行了优化设计。 为了进一步验证双前桥转向系统设计的准确性,本文接下来又建立了转向系统的数学模型,对液压助力转向系统的某些重要参数进行了分析计算,对液压系统的某些重要元件进行了选型,依照选型的结果,利用ADAMS/Hydraulics模块,建立了完整的液压系统仿真模型,实现了双前桥汽车转向系中液压系统与机械系统的耦合,为实现机电液一体化打下了基础。
胡敏锋[4]2013年在《双前桥汽车转向机构优化》文中研究指明根据工程二维图纸建立叁维运动模型，并与实际测试结果进行对比，验证模型正确性。并以此作为ADAMS建模的输入，在ADAMS中对转向摇臂机构进行优化，为实车改进提供理论依据。本文以减小某双前桥转向载货汽车轮胎异常磨损为目的，分析了双前桥转向载货汽车常用的摇臂机构类型，然后根据工程二维图纸绘制了该双前桥转向载货汽车叁维转向系统模型，并在CATIA/Dmu中进行相应的运动仿真，将仿真结果与实际试验结果进行比对，进一步验证模型的正确性。在验证模型正确的基础上，以叁维模型中得到的关键硬点坐标作为ADAMS软件的输入，在ADAMS/View中建立该载货汽车转向摇臂机构的运动模型。然后以二桥左侧车轮实际转角值与理想转角值误差最小作为目标函数，以空间布置做为约束条件，对转向摇臂机构进行设计优化。从而使双前桥转向载货汽车在转向过程中，各个转向轮之间的转角关系尽可能的接近理想关系，最终达到消除轮胎异常磨损的目标。
宁介雄[5]2007年在《汽车起重机双前桥转向系统的优化及仿真》文中提出随着我国汽车起重机向大型化、重型化发展的趋势,大吨位及超大吨位汽车起重机发展很快。为此,在汽车底盘设计上需要通过增加汽车的车轴来适应大吨位车辆的需求,于是出现了双桥或更多桥转向的车辆,使得对多桥转向系统运动学的分析与研究变得日益重要。本文针对双前桥转向汽车起重机的具体结构,利用相关汽车理论和连杆机构运动学的知识,在消化、吸收、归纳、总结前人的成果上,系统、全面地对多桥转向汽车的转向梯形、转向摇臂机构进行理论分析,建立其转向系统的整体空间数学模型。在此基础上,首先利用优化设计的思想和方法对转向机构进行优化建模,然后运用MATLAB6.5计算软件编写优化程序并进行优化设计,接着再利用运动仿真软件ADAMS对优化前后的结果进行对比及分析。最后,利用软件ADAMS中的优化功能对转向机构进行了进一步的仿真优化。本文为汽车多桥转向系统的设计开发提供了一种步骤简单、修改容易、过程直观、结果精确可靠的快速设计方法。运用仿真技术能够很好的模拟汽车起重机转向机构的真实运动,可以快速计算出各转向轮间的转角几何关系及转向机构中的一些参数变化对转向性能的影响,为转向机构的设计提供依据,从而大大的缩短产品的开发周期,提高产品的设计质量。本文把该仿真方法运用到实际的开发设计中,获得了良好的效果,证明它是一种对设计很有效的辅助工具。
程小虎[6]2009年在《双前桥重型汽车转向系优化与钢板弹簧有限元分析》文中提出CAE是计算机辅助工程(Computer-Aided Engineering)的英文简称,随着计算机技术的发展,企业可以建立产品的数字样机,并模拟产品及零件的工况,对零件和产品进行工程校验、有限元分析和计算机仿真。在产品开发阶段,企业应用CAE能有效地对零件和产品进行仿真检测,确定产品和零件的相关技术参数,发现产品缺陷,优化产品设计,并极大降低产品开发成本。虚拟样机技术和有限元技术均属于CAE。虚拟样机技术作为一项新的产业技术,己经开始应用到各个领域,显示出了巨大的技术优势和经济效益。本文从分析虚拟样机技术的特点和优势出发,针对现有双前桥汽车转向系统设计评价手段存在的不足,将虚拟样机技术引入重型汽车设计开发领域。应用机械系统动力学自动分析软件ADAMS(Automatic Dynamic Analysis of Mechanical Systems),针对某型号重型汽车双前桥系统为研究对象,建立包括转向盘、循环球式转向器、双前桥、双摇臂、主销、钢板弹簧等在内的双前桥系统多体模型。依据建立的虚拟模型和仿真结果,对转向系统进行了相关的运动学分析、干涉校核分析和动力学分析,并运用ADAMS软件对两转向梯形和双摇臂机构进行了优化设计。有限元分析FEA(Finite Element Analysis)正逐渐成为汽车设计的主流。有限元法的最大优点之一就是可以仿真设计对象的实际工作状态,因而可以部分代替实验,指导精确设计。汽车钢板弹簧存在非线性和迟滞特性。应用FEA分析方法法进行钢板弹簧设计可以同时考虑到结构的大变形、摩擦、簧片间的接触以及组装时的预应力和工作应力的结合,从而实现对钢板弹簧的精确设计。几何非线性和状态非线性将使得计算不容易收敛,因而需要较高的求解技巧及分析策略。本文采用Abaqus软件的Standard和Explicit分析模块分析了某钢板弹簧的动静刚度特性和应力分布状态,讨论了摩擦对其性能的影响,其分析流程及结果可以为同类型产品的设计提供参考。
甄鹏[7]2008年在《重型商用车双前桥转向系统的优化及仿真》文中认为随着我国商用汽车向大型化、重型化发展的趋势,大吨位及超大吨位汽车发展很快。为此,在汽车底盘设计上需要通过增加汽车的车轴来适应大吨位车辆的需求,于是出现了双桥或更多桥转向的车辆,使得对多桥转向系统运动学的分析与研究变得日益重要。本文针对双前桥转向汽车的具体结构,利用相关汽车理论和连杆机构运动学的知识,在消化、吸收、归纳、总结前人的成果上,系统、全面地对双前桥转向汽车的转向梯形、转向双摇臂机构进行运动学分析,并对整车稳态转向性能作出理论计算,建立转向系统的整体空间数学模型。在此基础上,首先利用优化设计的思想和方法对转向系统进行优化建模,然后运用MATLAB软件编写优化程序并进行优化设计,接着利用ADAMS仿真软件对优化后的结果进行仿真分析,并利用ADAMS中的优化功能对转向系统进行了进一步的优化设计。最后用优化的整车模型完成稳态回转仿真试验,得出转向性能评价结论。本文为汽车多桥转向系统的设计开发提供了一种步骤简单、修改容易、过程直观、结果精确可靠的快速设计方法。运用仿真技术能够很好的模拟重型汽车转向机构的真实运动,可以快速计算出各转向轮间的转角几何关系及转向机构中的一些参数变化对转向性能的影响,为转向机构的设计提供依据,从而大大的缩短产品的开发周期,提高产品的设计质量。本文把该仿真方法运用到实际的开发设计中,获得了良好的效果,证明它是一种对设计很有效的辅助工具。
朱林[8]2013年在《基于ADAMS的双前桥转向机构参数优化与程序开发》文中认为重型双前桥转向汽车在物流行业迅速发展的今天发挥着越来越重要的作用，但是由于对多轴转向技术的研究还不够完善，重型双前桥转向汽车的某些性能仍有待提高。本文首先介绍了国内外对此类问题的研究现状，总结了前人的主要研究经验和成果。然后针对本课题中双前桥转向样车轮胎异常磨损严重的问题进行了分析，确定了要对样车的双前桥转向机构进行参数优化。为了在ADAMS中建立准确的双前桥转向模型，使用叁维手持式扫描仪对样车的双转向桥、转向机构、悬架和轮胎进行了叁维扫描，随后进行了逆向处理，得到了样车的叁维模型，并参照部分零部件图纸，确定了样车双前桥转向机构的硬点坐标。随后，使用获得的硬点坐标在ADAMS/View中建立了样车双前桥转向机构的动力学模型，并对模型进行了仿真分析。之后，对模型进行了参数化，使用灵敏度分析的方法确定了对轮胎异常磨损影响较大的六个变量。最后，在ADAMS/Insight中进行试验设计(DOE)，采用响应面法(RSM)对双前桥转向机构进行了优化设计，使用优化后的各变量值替换原数据后重新进行了仿真分析，从仿真结果看，各车轮的实际转角与理想转角之间的差异有了比较明显的降低，轮胎异常磨损的程度也得到了有效的控制。为方便企业设计人员使用，本文最后运用ADAMS的二次开发功能开发了一个专用于双前桥转向机构参数优化的中文界面程序，以有效提高工作效率，降低产品的设计周期。
陈娜[9]2010年在《重卡双前桥转向系统虚拟样机仿真和优化设计》文中研究说明本文从虚拟样机技术的特点和优势出发,以消除轮胎异常磨损为目的,阐述了双前桥转向系运动学、动力学分析以及转向系结构优化的方法。在分析双前桥各轮运动关系的基础上,推导出双摇臂机构及转向梯形机构空间运动学关系式。用MATLAB软件建立数学模型,并利用ADAMS软件建立近似于原车的虚拟样车机模型,获取两种模型的转向性能曲线,通过比较分析来验证虚拟样机模型的可行性。然后基于虚拟样机模型,进行了运动学、动力学分析,推导出转向系与悬架干涉公式,并对干涉进行校核。最后对汽车双前桥转向系统参数进行优化设计,取得了明显效果,为汽车优化设计提出了较为合理的优化方案。
蒋统[10]2017年在《双前桥转向汽车多极限环自激摆振及控制方法研究》文中研究指明双前桥转向载货汽车由于制造成本低,操纵简单方便,能够保持重载工况下的转向稳定,而且能减小对路面的损伤等优点而被广泛使用。然而在实际使用时,双桥转向重型车辆普遍存在着自激摆振现象,严重时还会发生多极限环自激摆振现象,不仅会加剧轮胎的异常磨损,而且会使驾驶员难以控制重型汽车的行驶方向,极大影响重型汽车的操纵稳定性以及行驶安全。国内外学者对双前桥转向重型汽车的研究以转向机构的设计优化和转向特性的分析为主,而对于重型汽车的自激摆振现象,尤其是对多极限环摆振的研究较为少见。为研究双前桥转向重型汽车多极限环摆振现象,本文针对某型8×4重型汽车,采用理论和数值分析相结合的方法研究其多极限环摆振特性,且提出了能够抑制多极限环摆振的控制方法。本文的主要内容如下:(1)考虑轮胎的动态侧偏特性、转向系的非线性干摩擦和路面行驶状况的影响,建立车路耦合的九自由度双桥转向系统摆振动力学模型,应用Hopf分岔代数判据判定双桥转向系统自激摆振的存在性,运用数值仿真方法研究双桥转向系统的多极限环响应,并分析路面附着系数对多极限环摆振特性的影响。(2)研究双桥转向系统刚度以及阻尼对多极限环摆振特性的影响,寻找对摆振特性影响较大的刚度以及阻尼参数,并建立能够抑制双桥转向系统多极限环摆振现象的刚度以及阻尼控制模型。(3)在双桥转向系统的基础上,考虑悬架以上结构侧倾和整车侧滑对摆振系统的影响,建立十一自由度整车摆振动力学模型,运用数值仿真方法研究重型汽车整车摆振系统的多极限环响应;另外,研究上述建立的转向系统刚度以及阻尼控制模型对整车多极限环摆振现象的抑制效果。研究表明,双前桥重型汽车转向系统以及整车均存在多极限环摆振现象,且摆振特性对道路行驶工况的变化较为敏感;转向系统参数中,后纵拉杆刚度以及转向横拉杆阻尼对多极限环摆振特性有较大地影响,建立的刚度以及阻尼模型能够有效地抑制双桥转向系统以及整车的多极限环摆振现象。
参考文献：
[1]. 汽车双前桥转向系统的分析、建模仿真与优化[D]. 周松盛. 武汉理工大学. 2009
[2]. 重型汽车双前桥转向系统的优化设计及仿真研究[D]. 廖丹. 湖南大学. 2002
[3]. 基于虚拟样机技术的双前桥重型汽车转向系统仿真研究[D]. 李仲奎. 合肥工业大学. 2006
[4]. 双前桥汽车转向机构优化[D]. 胡敏锋. 湖南大学. 2013
[5]. 汽车起重机双前桥转向系统的优化及仿真[D]. 宁介雄. 湘潭大学. 2007
[6]. 双前桥重型汽车转向系优化与钢板弹簧有限元分析[D]. 程小虎. 合肥工业大学. 2009
[7]. 重型商用车双前桥转向系统的优化及仿真[D]. 甄鹏. 哈尔滨工业大学. 2008
[8]. 基于ADAMS的双前桥转向机构参数优化与程序开发[D]. 朱林. 武汉科技大学. 2013
[9]. 重卡双前桥转向系统虚拟样机仿真和优化设计[D]. 陈娜. 合肥工业大学. 2010
[10]. 双前桥转向汽车多极限环自激摆振及控制方法研究[D]. 蒋统. 合肥工业大学. 2017
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