考虑万向节间隙的汽车摆振系统动力学建模

在经典三自由度前轮摆振模型的基础上,基于非线性动力学理论,建立了考虑万向节运动副间隙的三自由度摆振模型。利用Poincare截面法绘制了车轮摆角幅值随车速变化的分岔特性曲线,分析了车速变化引起的某非独立悬架汽车前轮自激摆振的Hopf分岔,验证了在特定车速范围内发生自激励摆振的运动特性。     

基于单元分析的车辆动力传动系统建模与扭振减振的研究

为探究车辆动力传动系统各部分动力学参数对动态输出响应的影响,实现双质量飞轮的合理匹配以达到减小扭转振动的目的,建立了由发动机、双质量飞轮、变速器和差速器等子单元组成的车辆动力传动系扭振模型,通过灵敏度分析揭示了各单元动力学参数对系统固有特性的影响,对系统受迫振动进行仿真分析和试验验证。结果表明,所提出的考虑摩擦和惯性力的输入激励转矩模型,表达形式简洁,符合实际;基于单元分析的建模分析方法,揭示了系统参数与传动系统固有特性的内在联系,为车辆动力传动系统动力学参数的优化提供了理论依据,也为双质量飞轮的合理匹配与设计提供了指导。     

车路环境耦合作用下侧向动力学模型可靠性估计

车辆侧向动力学旨在研究车辆主动安全的预测和控制。根据道路环境激励载荷对车辆侧向动力学的影响,建立车路环境耦合动力学模型,综合考虑车辆动态参数、道路和外部环境参数建立车辆危险状态极限方程。在此基础上,根据激励载荷作用下的参数摄动分布函数,求解车辆动态系统的可靠性,进而采用蒙特卡洛方法对模型求解进行验证。结果显示该模型具有良好的准确度。最后,实例分析了在道路环境激励载荷作用下车辆侧向动力学响应特性。     

计及导向摆臂约束的重型货车驾驶室俯仰平面动力学模型

传统的重型货车驾驶室俯仰平面动力学模型没有考虑悬置导向机构的影响,仅能粗略计算驾驶室垂向和俯仰响应,无法计算驾驶室质心的纵向振动特性,因而其仿真精度较低,且在实际工程应用中受到了限制。为提高模型精度并拓宽其工程应用范围,创建了考虑导向摆臂约束作用的驾驶室俯仰平面动力学模型,分析了摆臂导向机构的约束特性。在此基础上,通过道路试验,对所建模型进行了验证。结果表明,所建模型的仿真精度更高,工程应用范围更广,它能有效复现驾驶室系统的真实动力学响应。而且,该模型不仅可用于驾驶室垂向、俯仰和纵向振动响应特性的分析,还可用于考虑驾驶室纵向振动舒适性的悬置控制策略的开发,以及导向摆臂摆角、减振器摆角和驾驶室悬置系统其它动力学参数的估计等。     

汽车动力传动系实时动力学仿真模型

将动力传动系视为刚体系统,建立适用于开发型驾驶模拟器的动力传动系4自由度实时动力学仿真模型,输入驾驶员的点火开关信号、油门踏板信号、离合器踏板信号及挡位信号,在一定的传动系各部件及驱动轮的运动状态下,传动系模型可向整车动力学模型输出驱动轮上的驱动力矩,从而完成车辆的实时动力学仿真,并进一步向驾驶模拟器输送整车的实时运动状态。仿真与动力性试验的对比结果表明,该模型不但具有实时性,而且可通过整车模型使开发型驾驶模拟器为驾驶员提供逼真的整车运动响应。     

干摩擦力矩对某独立悬架汽车前轮摆振影响研究

为了探究前轮摆振的影响因素,将运动副间隙处的干摩擦等效到前轮主销处．应用拉格朗日方程建立了3自由度摆振系统模型,并用Matlab对其进行了仿真计算。结果表明,汽车在较大的初始激励下才会激发摆振;较大的干摩擦力矩有利于抑制摆振。     

转向轮摆振引发的商用车整车振动特性研究

针对汽车转向轮摆振引发的转向盘和车身振动现象,选用某型轻卡商用车作为样车,考虑悬架及转向系统干摩擦和轮胎非线性,应用拉格朗日方程建立了包含转向盘和车身的整车十自由度振动力学模型,轮胎力选用魔术公式模型,干摩擦选用Stefanski-Wojewoda模型。运用数值分析方法,对由转向轮摆振引发的整车振动系统进行分析计算,结果表明前轮摆振诱发整车产生自激振动多极限环现象,大幅自激振动与初始激励大小相关;振动幅值随车速增加呈现先增后减趋势;干摩擦幅值增加,摆振幅值和区间都相应减小,且多环区间加大,中间过渡单环区间消失。     

双十字轴万向节特性分析及仿真优化

某款车在整车评价过程中出现转向力不均现象,针对此项问题,应用ADAMS软件建立转向系统双十字轴万向节传动动力学仿真模型。仿真结果表明转向节相位角空间位置不当可造成转向盘力矩波动,观察万向节传动的谐振运动,优化相位角使其力矩波动达到最小。     

转向柱后倾角对三轮汽车前轮自激摆振特性影响

为获得转向柱后倾角对三轮汽车摆振影响,以国产某型三轮汽车作为样车,对其转向系统进行了简化,建立了二自由度前轮摆振系统动力学模型。基于以上模型,运用数值计算方法,得到了随车速变化的前轮摆振系统振动特性及转向柱后倾角变化对其的影响。结果表明,减小转向柱后倾角,能有效减小三轮汽车前轮自激摆振的速度区间。而当车速较高,前轮摆振系统发生自激振动时,减小转向柱后倾角能有效地降低前轮自激摆振极限环幅值和频率,甚至消除自激摆振现象。     

某型越野SUV转向轮Hopf分岔导致摆振现象的研究

为研究四驱越野车辆的转向轮的摆振问题,本文以某型越野SUV为样车,采用非线性轮胎数学模型魔术公式,建立关于转向轮的单自由度摆振力学模型。根据力学模型建立运动方程,应用Hopf分岔定理进行定性分析,结果表明,以车速作为变量时,该摆振系统在某一速度分岔点处发生Hopf分岔;然后使用四阶龙格-库塔(Runge-Kutta)方法对摆振系统进行数值仿真计算,得出该系统的速度分岔图,数值计算与定性分析,得到的分岔点几乎一致。最后针对系统摆振幅值最大工况下的幅频特性进行了分析,并以主销后倾角为参数研究其对摆振的影响。本文研究结果为在设计阶段避开自激摆振和使用阶段抑制自激摆振提供理论参考。     

某大客车转向轮摆振及影响因素的分析

考虑侧偏角和侧偏力之间的非线性关系,建立4自由度某大客车转向轮摆振模型。运用非线性动力学理论,确定转向轮发生自激摆振的Hopf分岔点：通过MATLAB＆Simulink软件建立大客车转向轮摆振仿真模型。通过仿真结果检验理论分析,并得到车速、转向系参数、横拉杆参数、质心位置、主销后倾角与转向轮自激摆振幅值或频率的关系曲线．找出影响自激摆振的敏感参数及敏感参数的适取范围,能有效减小或消除客车的自激摆振。     

沪通长江大桥主航道桥风-车-轨-桥耦合振动研究

为研究沪通长江大桥主航道桥在侧风下桥上行车的车辆抗风安全性,提出风-车-轨-桥系统耦合振动分析框架。该系统动力学模型不仅考虑了轨道结构的参振,其采用的轮轨动态耦合模型还突破了传统轮轨为刚体并始终保持密贴的假定。此外,气动荷载还考虑了桥梁、车辆的存在对彼此的影响。针对沪通长江大桥主航道桥,利用自主研发的WTTBDAS软件对不同车速、风速下系统的动力响应进行分析和讨论,结果表明:车速和风速均对系统动力响应有较大的影响,当风速达到20m/s后,车辆的运行安全性和乘坐舒适性主要由风速控制。根据相应的动力性能评价指标,得到了大风天气下桥上行车的车速-风速阈值。     

转向减震器--解决前轮摆振的最有效、最实用的方法

本文简要论述了车辆行驶中常见的前轮摆振现象及前轮摆振的正确概念,指出了常规方式解决前轮摆振问题时存在的问题,及非常有效地解决前轮摆振的办法,这对减少系统磨损延长车辆使用寿命、提高行驶安全性有重要作用。     

轮胎侧向刚度对客车前轮摆振的影响分析

某型纯电动中型客车在良好路面高速行驶工况下出现方向盘小幅快速摆动,通过对前轮摆振形成机理进行分析,筛选出七个可能导致前轮摆振的因素,并用排除法对上述因素逐一分析确认,推测轮胎的特性参数存在差异可能是导致前轮发生摆振的原因。进一步通过对比测试故障车辆安装不同品牌轮胎时,方向盘Y向加速度的大小,确认导致车辆前轮出现摆振的原因为轮胎的特性参数存在问题。对比两款轮胎均匀性参数后发现,故障车辆匹配的轮胎因侧向力波动和侧向力偏移均较大、轮胎侧向刚度偏小,导致前轮摆振的幅值较大、前轮摆振系统稳定区域较小,是导致车辆出现前轮摆振的根本原因,最终通过更换其他品牌的轮胎有效解决车辆摆振问题。     

基于小波变换的四轮车辆非平稳振动时频研究

基于8自由度的车辆动力学模型，以四轮相关滤波白噪声路面为系统输入，对四轮车辆的非平稳随机振动过程进行了计算机时域模拟，进而采用谱分析和小波分析技术分析了系统响应，在时频平面内建立了各振级之间的振动联系，考察了振动能量的流动情况，深入揭示了车辆非平稳振动过程的本质。     

转向系间隙对汽车操纵稳定性影响研究

本文中将转向机构简化为平面连杆机构,并就机构中运动副间隙对汽车操纵稳定性的影响进行了分析。建立了考虑间隙的4自由度车辆操纵系统数学模型。基于该模型,应用数值分析方法对间隙变化时汽车操纵系统响应的主要指标进行仿真。结果表明,间隙的存在,使汽车横摆角速度和质心侧偏角时域稳态响应出现波动,降低了操纵品质;随着间隙的增大,横摆角速度与质心侧偏角的振幅加大,且其相平面稳定区域逐渐减小。     

乘用车加速工况动力传动系扭振分析与改进

采用简化的活塞曲柄连杆机构,以实测时变缸压为激励,同时考虑了曲柄连杆机构时变转动惯量、离合器非线性刚度、齿轮侧隙和齿轮啮合时变刚度等因素,建立了乘用车动力传动系3挡集中参数扭振模型,计算分析了传动系固有振动特性。进行3挡全油门加速工况下的试验和仿真,对比其飞轮、输入轴和输出轴的2阶主谐次扭振加速度信号,验证了模型的有效性。分析系统的扭振响应发现在2 500~2 700r/min之间系统发生共振现象,输入轴的最大扭振加速度值为1 650rad/s2。在模型中换用双质量飞轮后的试验和仿真都表明,在整个加速区间内避免了扭转共振现象,输入轴的最大扭振加速度值大幅度减小至313.6rad/s2。     

浮吊虚拟模型建立及动态特性分析

考虑浮吊在模拟海浪作用下吊物系统的动力学响应,分别从外界激励频率和绳索长度变化两个方面出发。在UG中建立三维模型并将其导入动力学软件ADAMS中,改变激励频率和绳长,得出吊物的响应,在外界激励频率接近于系统的固有频率时,系统的摆角最大。     

前轮主销间隙对汽车蛇行工况下稳定性的影响

主销间隙是影响汽车蛇行工况下稳定性的重要参数。将转向机构简化为平面连杆机构,并就机构中转向节主销与衬套间隙对蛇形工况下汽车稳定性的影响进行分析。考虑以上间隙建立了四自由度车辆操纵运动系统数学模型,基于该模型,应用数值分析方法对间隙参数变化时样车质心侧偏角的稳定性进行仿真分析。结果表明,间隙参数变化时车辆蛇行动力学行为表现为由倍周期进入单周期、混沌,然后从倍周期回到单周期。随着间隙的增大,汽车蛇行失稳的上临界频率几乎无变化,但下临界频率逐渐加大,失稳频率带宽也相应加大,且混沌区域的窗口动力学特性有明显差异。     

齿轮传动系统建模与典型界面传递特性研究

随着车辆齿轮传动系统向着高速、重载和大功率的方向发展，结构日趋复杂，运行工况多变，极易发生零部件损伤故障，影响系统运行可靠性。建立准确的齿轮传动系统模型，研究系统典型界面传递特性变化规律，是系统故障检测和定位的关键技术基础。本文综合考虑齿轮时变啮合刚度、啮合阻尼、齿侧间隙及轴承支承刚度等关键影响因素，建立定轴齿轮传动系统非线性动力学模型，结合振动特性试验测试，有效验证齿轮传动动力学建模的准确性；然后针对齿轮啮合界面和轴承界面，构建典型界面力模型，以振动信号传递的衰减系数量化表征传递特性，开展典型界面振动传递的仿真和试验研究，揭示振动信号在齿轮传动系统传递的本质规律，为车辆齿轮传动系统故障检测中传感器测点布置提供有力的理论和技术支撑。