轮距对重型汽车行驶稳定性影响的仿真研究

建立了重型汽车七自由度动力学模型,利用TruckSim重型汽车动力学仿真软件,研究了前后轮距参数变化对重型汽车动态行驶稳定性的影响。通过仿真得到了不同轮距的重型汽车行驶过程中簧载质量侧倾角、横摆角、俯仰角、前后车轮作用于地面的垂直反力瞬态值。通过对仿真结果的分析,得知增加后轮轮距对改善重型汽车行驶稳定性效果不显著,而增加前轮轮距可以更好地改善汽车行驶的稳定性和安全性,为改善重型汽车行驶稳定性提供参考。     

多因素影响下高地隙喷雾机稳定性模型试验

针对高地隙喷雾机复杂的作业环境,基于3D打印技术和比例模型相似性准则原理,建立了喷雾机作业车轮-地面载荷试验测试系统,以车轮离地为参考量,提出了针对喷雾机水平-斜坡路面下的稳定性评价指标,采用田口试验设计方法,以全工况下E,F级随机路面为噪声因子,选择水箱放置位置、车速、轮距、充液比和坡度5个影响因素作为控制因子,设计了5因素混合水平的田口试验方案,针对不同的失稳特性,选择不同的信噪比计算方法,确定喷雾机在水平-斜坡路面下的最大失稳试验条件.结果表明:利用田口方法预测到的斜坡路面下稳定性评价指标与实测值基本吻合,二者的线性回归决定系数大于0.91,NSE效率系数在0.85以上,预测值与实测值之间的平均相对误差在6.5%以内,进一步验证了所寻找的喷雾机失稳试验条件以及模型的正确性.     

高地隙喷雾机药箱液体晃动的等效力学模型研究

药液晃动是导致高地隙喷雾机侧倾失稳的重要因素。为准确预测药箱内液体晃动行为，本文提出一种单摆-质量-阻尼等效力学模型来模拟药箱内液体晃动行为。首先基于Adams虚拟样机仿真模型输出药箱所受随机加速度激励，并以此激励在Fluent中建立药箱液体受迫晃动模型，进行数值模拟液体晃动，获得了冲击力和冲击力矩与随机加速度的关系；然后对矩形截面药箱液体晃动进行动力学和流体力学分析，获得等效力学模型的相关参数，建立了MATLAB/Simulink系统仿真模型；最后通过Fluent验证了系统模型在充液比0.5时的可靠性。结果表明本文所建立的等效力学模型能够较准确地模拟液体晃动行为。     

高地隙车辆侧倾稳定性主动力矩控制器的研究

为提高高地隙车辆行驶时的操纵稳定性,针对其非线性、复杂性以及时变不确定性的特点,建立了包括主动力矩控制系统在内的联合仿真平台,以实现对质心侧倾角的控制.基于ADAMS/View建立车辆的动力学物理模型,在此基础上,基于MATLAB/Simulink建立控制系统仿真模型.将灰色预测理论、模糊控制与传统PID控制算法相结合,分别设计了以单活塞双向液压缸为执行机构,以主动力矩为控制变量的3种侧倾稳定性主动力矩控制器,并基于联合仿真平台进行稳定性控制系统的仿真分析.仿真结果表明:3种控制器均能够有效提高车辆的侧倾稳定性,其中灰色预测模糊PID控制器的效果最好,侧倾角的变化范围减小了45.5%,其均方根值(RMS)减小了45.2%.     

考虑操纵稳定性的自动驾驶汽车轨迹综合优化方法

针对自动驾驶汽车在局部轨迹规划上对车辆操纵稳定性考虑不足、对车辆模型过度简化和缺少对车辆舒适性客观评价的问题,建立了考虑车辆操纵稳定性的车辆三自由度模型,模拟自动驾驶汽车换道场景,根据输入车轮转角得到输出的换道轨迹,运算得到车辆换道行驶参数化方程和行驶轨迹特征.运用BP神经网络对行驶轨迹特征进行识别,得到自动驾驶汽车换道持续时间和横向偏移距离所对应的车轮转角变化关系.在不同换道车速下,根据不同换道持续时间和横向偏移距离,输入车轮转角得到换道优化轨迹簇和操纵稳定性参数.在只考虑行驶效率和安全的常规轨迹优化方法的基础上,构建轨迹综合优化目标函数,考虑表征车辆换道过程舒适性和操纵稳定性的(横摆、侧倾、侧向)加速度变化率均值,提出一种基于行驶效率、安全性、舒适性和操纵稳定性的轨迹综合优化方法.对轨迹综合优化目标函数进行求解得到最优换道行驶轨迹,联合仿真结果表明该方法优于常规轨迹优化方法且舒适性、操纵稳定性改善达20%以上.     

烛式悬架定位参数对车辆操纵稳定性的影响

利用AMESim软件建立了XCMG170烛式悬架矿用汽车全液压转向系统的仿真模型,并验证了所建立的模型的正确性.通过AMESim和ADAMS软件的联合仿真模拟,进行了整车的稳态回转试验、双移线仿真试验和转向盘转角输入试验.通过改变前桥的初始定位参数,分别仿真分析整车的操纵性能,得到了表征整车操纵稳定性的横摆角速度、侧向加速度和车身侧倾角的曲线变化情况.结果表明,前束值增大使得烛式悬架整车的转向回正性能和行驶稳定性能变差,本仿真模型可为同类矿用汽车的选型及改进设计提供参考依据.     

基于试验设计的某微型客车悬架参数匹配优化

 由于悬架系统结构复杂,系统特性指标较多,各项指标相互关联,对车辆的影响规律较为复杂,从理论的角度提出悬架系统优化的目标函数是十分困难的,由此根据多体系统动力学原理,建立了某微型客车的虚拟样机模型,综合考虑整车的操纵稳定性和乘坐舒适性,分别以稳态回转试验中的不足转向度、车身侧倾度和汽车平顺性随机输入行驶试验中总的加权加速度均方根作为评价指标,设计正交试验,从理论上说明前后悬架刚度、横向稳定杆扭转刚度、前后减震器阻尼等悬架参数对微型客车操纵稳定性、平顺性的影响程度,找出显著因素,得到基于仿真试验的悬架参数的最优组合,为后期样车悬架参数的优选及调校提供指导和支持。     

基于模糊控制主动悬架的某型轿车漂移联合仿真研究

用ADAMS软件建立某微型轿车的整车模型并导出悬架与车身连接处的速度与加速度,通过在MATLAB软件中建立模糊控制规则并搭建控制系统,对基于整车的联合主动悬架模型进行漂移仿真计算.计算结果表明:主动悬架对改善车辆行驶中的稳定性有积极作用,特别是垂直加速度与侧倾角加速度改善明显,性能分别提高62.89%、52.95%.     

横向互联空气悬架客车的平顺性和操稳性研究

为研究横向互联空气悬架对车辆行驶平顺性和操纵稳定性的影响,建立横向互联空气弹簧的Simulink仿真模型,将弹簧力引入到使用ADAMS软件建立的某型客车的多体动力学模型,将两者整合为横向互联空气悬架客车的联合仿真模型,并通过实车试验验证了仿真模型的准确性。利用仿真模型,分别对横向互联空气悬架客车和非互联空气悬架客车进行平顺性和操纵稳定性研究。研究结果显示,在随机路面输入仿真工况下,与非互联空气悬架客车相比,横向互联空气悬架客车的车身质心处加权加速度均方根值改善约37.36%,表明横向互联空气悬架可有效地缓和路面激励造成的车辆振动,改善车辆的行驶平顺性;在稳态回转仿真工况下,相对于非互联空气悬架车辆,横向互联空气悬架客车的车身侧倾角增加约6.80%,车身侧倾度的评价计分结果也低于非互联空气悬架客车,表明横向互联空气悬架导致车辆在转弯过程中的侧倾稳定性较差,车辆的操纵稳定性受到不良影响;由横向互联空气悬架客车的操纵稳定性与行驶平顺性研究结果发现,横向互联空气悬架车辆的操纵稳定性与行驶平顺性存在矛盾,因此需要制定合理的控制策略,根据行驶工况实时对互联状态做出调整,以期在保障车辆操纵稳定性的同时,提升车辆的行驶平顺性。     

爆胎汽车方向失稳及侧倾稳定性建模仿真

为了更好的控制汽车爆胎后方向稳定性,降低高速下侧翻的危险性,通过分析爆胎后车轮的滚动半径变小导致汽车运动方向发生偏离;爆胎汽车重心发生转移导致每个车轮的垂向载荷发生变化而引起侧偏力的改变;及爆胎车轮与地面的附着系数增大而产生的附加横摆力矩,建立爆胎汽车方向失稳及侧倾稳定性模型。相关仿真结果表明:建立的非线性模型能较准确地描述爆胎汽车的方向失稳及侧倾稳定性特性。     

基于联合仿真的直线电机主动悬架协调控制研究

为了更准确地描述直线电机主动悬架系统的动态性能,本文建立了直线电机主动悬架整车SIMPACK多体动力学模型,基于八板块假说,将整车姿态解耦成垂直、俯仰和侧倾三种运动姿态,针对三种运动姿态的特征分别设计了相应的模糊控制器,建立了MATLAB/Simulink控制模型,并进行了联合仿真。结果表明:与传统悬架相比,直线电机主动悬架的车身质心加速度、俯仰角加速度和侧倾角加速度均方根值平均降低了16.28%、8.7%和16.64%,该控制策略可行,有效改善了车身的运动姿态,提高了汽车的抗俯仰和抗侧倾能力,协调了车辆行驶安全性和乘坐舒适性。     

非满载液罐车侧倾稳定性模型研究

为了解决非满载液罐车在转向过程中侧倾稳定性差的问题,建立了非满载液罐车罐内液体冲击等效机械模型及整车运动学模型,运用流固动力学耦合原理对两者进行耦合.运用此模型对5种不同尺寸比例的椭圆形截面罐体进行数值仿真试验,结果表明,当椭圆长轴(2a)与短轴(2b)之比为1.5时,液罐车所受罐内液体冲击力及力矩最小,具有较好的侧倾稳定性.研究结果为液罐车行车侧倾稳定性的研究和整车设计,提供了理论和技术支持.     

半被动悬架系统对汽车侧翻稳定性的改善

针对汽车侧翻事故，提出采用半被动悬架系统来改善汽车侧翻稳定性的方法，建立了与系统相对应的模型，并对减振器阻尼档位调节的控制方式进行了讨论，确定了阻尼档位随侧向加速度而变化的关系。对系统的模拟分析得到，若对半被动悬架系统实施相应的控制，汽车在非直线行驶时的最大侧倾角、侧倾角速度和侧倾角加速度分别下降了66．5%、64．3%和65．0%，侧翻因子下降了36．8%，从而改善了汽车的侧倾状态，提高了汽车的侧翻稳定性。     

汽车轴距差检测模型及检定策略

针对无法检定汽车轴距差检测仪测量精度的问题,分析了具有轴距差汽车的力学特性,论证了轴距差对汽车操纵稳定性的影响,建立了汽车前进方向与检测仪中心线方向成一定角度斜向行驶时的轴距差检测模型,提出了能够真实模拟汽车行驶状态,可精确调整模拟轴距差并适用于现有各类型轴距差检测仪的检定策略,研发了检定装置的试验样机,实现了轴距差在0～40 mm范围内的任意设定.试验表明,受检轴距差检测仪的精度符合检定规程中误差不大于±0.2 mm的要求,实现了轴距差检测仪的快速准确检定.     

基于ADAMS与Simulink的平衡重式叉车侧倾分级控制联合仿真

针对平衡重式叉车的结构特性和工作环境特点,文章采用侧倾分级控制策略,将叉车侧倾姿态分为一级侧倾和二级侧倾,分别进行一级模糊控制和二级变论域模糊控制;设计了一种新型的三连杆液压支承调整机构,基于ADAMS建立叉车整车虚拟样机模型,并与Matlab/Simulink进行联合仿真,仿真工况采用平衡重式叉车动态稳定性试验的欧洲标准。仿真结果表明,采用侧倾分级控制策略有效改善了叉车的横向稳定性和主动安全性。     

半挂汽车列车鞍座参数匹配及行驶特性分析

为分析具有侧向自由度的半挂汽车列车行驶特性,建立了包含车身侧倾和转向系刚度的车辆模型,对车辆在典型工况下的运行状态进行仿真分析;并对模型中的牵引鞍座参数进行调试和匹配,分析这些参数变化对系统稳定性的影响,以期为车辆系统设计提供参考依据.研究结果表明,行驶状况和牵引鞍座参数的变化,可能造成车身侧倾、两车存在夹角等,应通过...     

轮式林木联合采伐机底盘的设计与研究

针对我国林业机械研制的落后现状,采用SolidWorks软件为平台设计了我国首台林木联合采伐机底盘,完成了底盘的设计、制造和调试。所研制的CFJ-30I林木联合采伐机的基本参数为:整车全长6 740 mm,全宽2 800 mm,全高3 639 mm(可调整),最大高度(带臂行驶)4 200 mm(可调整),轴距3 520 mm,轮距2 200 mm,整车重量18 000 kg,最大行驶速度25 km/h,最大作业距离10 m,采伐径级200~500 mm,对比美国John Deer公司生产的轮式联合采伐机,该型林木联合采伐机与国外同类产品基本性能相当。     

轮胎高速直线稳定性研究

针对不同型号的轮胎进行力学特性试验,建立轮胎模型和车辆动力学模型。实验结果显示,所建模型是正确的,可以进行车辆操纵稳定性仿真实验。通过中心区和回正性仿真试验,研究不同轮胎对车辆直线性的影响。在中立感实验中,轮胎的侧偏刚度越大,侧向加速度、横摆角速度和侧倾角越小。在回正实验中,轮胎的侧偏刚度越大,方向盘转角、横摆角速度和侧倾角的残余越小。仿真结果显示不同侧偏特性的轮胎表现出不同的直线稳定性。     

基于侧翻贡献度的自卸车举升作业侧倾稳定性

为了研究不同工况下轮胎、悬架和货箱对自卸车作业侧倾稳定性的影响,提出了一种基于侧翻贡献度的分析方法。建立车辆举升作业的四自由度非线性数学模型,利用MATLAB/Simulink对模型进行不同路面横向坡度角和货物偏载量输入工况下的仿真求解,得到了车辆侧翻临界举升状态下的轮胎、悬架和货箱侧翻贡献度变化规律。结果表明,侧翻贡献度能够有效反映出不同工况下车辆作业侧倾稳定性的主要影响因素。     

载货汽车多侧翻指标关联性分析与实用化表征方法研究

以优化载货汽车实用化侧翻预警指标表征方法为目的,针对3种侧翻指标(侧向加速度、侧倾角、横向载荷转移率)展开理论关联性分析和动力学仿真试验验证。基于简化的车辆侧倾动力学模型,推导3种侧翻指标关联模型,在Matlab/Simulink中建立基于某轻型载货汽车实际参数的非线性多自由度动力学模型,设置车速与转向角独立变化的2组阶跃转向工况,研究车辆侧翻指标定量关联性及实用化表征方法。通过最终稳定点的分布拟合得到侧倾角和横向载荷转移率与侧向加速度之间的线性数值化模型,进而验证了提出利用侧向加速度间接表征侧倾角和横向载荷转移率的实用化侧翻预警指标表征方法。结果表明:随着方向盘转角和车速的提高,侧倾角和横向载荷转移率与侧向加速度在整个仿真过程中能够快速趋于稳态。通过此法计算出的车辆侧倾角和横向载荷转移率,为后续车辆侧翻预警控制系统的设计提供了良好的指标基础。