悬挂式单轨车辆悬挂参数优化研究

以陕西韩城悬挂式单轨交通一号线车辆为研究对象,分析了悬挂式单轨车辆的结构特点及走行原理,并基于多体动力学理论,利用计算机仿真软件建立了具有66自由度的悬挂式单轨车辆动力学模型.为了体现橡胶走行轮的非线性特征,走行轮采用了Pacejka模型.结合悬挂式单轨车辆与传统铁道车辆的区别,通过仿真计算,对车辆的悬挂参数进行了优化,并提出了悬挂参数的取值建议,为国内悬挂式单轨交通的车辆选型及工程建设提供了重要的参考依据.     

新型多功能电动轮设计及整车动力性能仿真

为节约能源和保护环境,适应未来城市交通的要求,提出了一种用于电动汽车的集动力、悬架、制动和行驶为一体的高效紧凑的多功能电动轮系统。对轮毂电机、悬架和制动器进行了选型,形成了直接驱动型电动轮系统方案。结合城市道路条件和行车环境,确定了整车参数,进行了轮毂盘式永磁电机的结构设计和动力参数的计算。设计了基于MR阻尼器的车轮内装半主动悬架。把电动轮与四轮独立驱动电动汽车车体进行耦合,在电动汽车仿真软件ADVISOR基础上,建立整车动力学仿真模型,对整车进行了动力学仿真。结果表明,该车的动力性能与设计指标基本相符,能够适应城市的交通状况,电动轮驱动系统的设计方案是实用、可行的。     

基于计算流体力学的循环圆设计参数对液力变矩器的性能影响预测

为了提高改型设计效率,建立了液力变矩器参数化流道模型并进行三维流场仿真计算,与试验数据对比结果验证了参数化模型的可靠性。在此基础上,分别研究了相对截面积、扁平率、循环圆径向比和进出口半径等循环圆设计参数对液力变矩器性能的影响,并对比分析了各设计参数对液力性能的影响程度。结果表明,相对截面积对失速泵轮能容系数影响最大,但对失速变矩比和最大效率影响最小;扁平率、泵轮出口半径和导轮进出口半径对失速变矩比均有较大影响;而泵轮出口半径对最大效率影响最大。研究结果为液力变矩器的优化设计提供了理论参考。     

基于车载检测的列车轮对踏面擦伤故障诊断研究

为确保高速列车的行车安全,需实时监测列车轮对的运行状态,提出了基于惯性基准法的车载轮对几何参数的检测方法,并在此基础上设计了基于粗糙集理论(RS)和支持向量机(SVM)的轮对踏面擦伤故障诊断模型,对轮对踏面进行状态监测与故障诊断。整个故障诊断方法为:首先利用传感器组采集轮对几何参数,将采集数据用时间对准算法进行对准;然后将对准数据进行小波包分析、构造故障特征集;再用粗糙集理论进行属性约简,提取特征集,消除冗余信息;最后使用支持向量机构建故障诊断模型进行故障分类,从而实现轮对踏面擦伤故障实时诊断。MATLAB仿真分析表明,使用该故障诊断方法构建故障诊断模型时间短(为0.226 633 s),诊断准确率高,达100%,取得了较好的诊断效果。文中所用方法也可以推广应用到如轨道交通、船泊、采矿等有旋转体并需要进行实时数据采集、状态监测与故障诊断的领域。     

基于新欧洲行驶循环的轮边驱动电动汽车平顺性仿真及优化

针对某型轮边驱动电动汽车,为提高车辆平顺性能,推导其动力学微分方程,在MATLAB/Simulink中建立1/4车辆平顺性仿真模型,在新欧洲行驶循环(new european driving cycle,NEDC)工况下,以车身加速度和车轮动载荷为指标,与吸振式轮边驱动电动汽车对比其平顺性能。针对吸振式轮边驱动电动汽车,以车轮最大振动位移的最小值为目标函数对其悬架与吸振器参数进行优化设计,并进行仿真对比。仿真结果表明,优化后的吸振式轮边驱动电动汽车车身加速度均方根值降低了8. 2%,车轮动载荷均方根值下降了0. 12%,明显改善了车辆平顺性能,对改进轮边驱动电动汽车的行驶平顺性能具有一定的指导意义。     

四轮独立驱动电动汽车四轮转向和横摆力矩联合控制仿真

为了提升四轮独立驱动电动汽车低速机动性和高速稳定性,提出四轮转向和横摆力矩联合控制策略。针对普通模糊控制器参数和控制规则固定、自适应能力差等缺陷,利用自校正模糊控制器进行模糊控制参数在线修正,建立Matlab/Simulink与Car Sim联合仿真模型,并针对低速急剧双移线工况和高速连续正弦工况,进行了仿真分析,对比了无控制、有参数自校正模糊控制和无参数自校正模糊控制三种控制策略,结果表明:基于参数自校正模糊控制的四轮转向和横摆力矩联合控制策略有效提高了低速机动性和高速稳定性。     

基于ADAMS的悬架仿真分析

为更好地指导汽车独立悬架的设计与制造,在ADAMS/CAR中建立了某车麦弗逊独立前悬架的仿真模型,对影响车辆操稳性的前轮定位参数在汽车平行轮跳仿真实验中进行了仿真分析。通过仿真,前轮外倾角、前束角、主销后倾角及主销偏移距随悬架跳动过程中的变化量均在一个合理的范围之内,初步验证了所建立的仿真模型的合理性。结果表明,利用多体动力学仿真软件ADAMS可以正确地建立汽车悬架的运动力仿真模型,为汽车独立悬架的设计和制造提供理论依据。     

动量轮固定时间终端滑模控制

为提高动量轮输出转速的精度, 针对动量轮系统存在的内部干扰力矩、 模型参数不确定性以及控制输入 波动的问题, 提出一种新的基于固定时间终端滑模控制的动量轮转速控制方法。 通过相平面分析和 Lyapunov 稳定性方法, 证明了所构造的非奇异终端滑模面能确保含上述不确定因素的闭环系统收敛, 并且收敛时间与系 统初始状态无关。 对动量轮转速控制器进行了数学仿真, 验证了算法的可行性与性能。     

基于知识工程的轮对骨架模型设计

以CATIA为设计平台,运用自顶向下的设计技术对轮对进行基于知识的参数化骨架模型设计,运用CATIA发布功能对骨架模型进行了开放处理,保证了骨架模型与零件实体之间的关联关系。在轮对重要配合关系不变的情况下,通过对骨架模型的变更就能够实现系列化轮对模型的生成,有效地节约了建模时间,提高了轮对设计效率。     

基于UG图形模板的渐开线花键轴滚轧轮参数化设计

运用UG软件对渐开线花键轴滚轧轮进行参数化建模,通过花键轴的参数确定滚轧轮基本参数,将花键轴参数与滚轧轮三维模型关联起来。通过修改花键轴的键数、模数、压力角等参数,建立所需滚轧轮的三维模型,大大提高了设计效率以及设计思路的可重用性。     

某型汽车驱动桥壳可靠性优化设计

针对企业生产的某型汽车驱动桥壳强度高、自重大、可靠性没有把握的情况,开展基于可靠性优化设计的研究。研究了该桥壳板簧座附近关键部位优化的目标函数和设计变量,在静疲劳、静载荷、侧倾强度、紧急制动等条件的约束下,建立了完整的可靠性优化的数学模型,并通过Matlab优化工具箱实施了优化。根据优化结果指导企业对驱动桥壳开展轻量化的减重而没有影响桥壳的可靠性,收到了良好的效果,体现了优化过程的科学性与可行性。     

平衡悬架的振动特性分析

钢板弹簧平衡悬架是重型车辆常用的悬架结构形式。建立平衡悬架的三自由度振动模型，应用随机振动理论，导出平衡悬架系统的传递特性及车身振动加速度均方根值，对平衡悬架与普通悬架的振动特性进行对比研究，并就结构参数对平衡悬架特性的影响进行了分析。实例分析结果表明，与普通悬架相比，平衡悬架能大幅提高车辆行驶的平顺性。平衡悬架不仅适用于重型车辆，也可作为其他车辆改善行驶平顺性的结构措施。在平衡悬架的结构设计上，减小两车桥的轴距和质量差异可提高车辆的平顺性。     

混联汽车悬架系统减振性能分析与优化

为进一步改善汽车悬架的减振性能,对汽车悬架结构及参数进行优化设计.基于机电相似理论,提出一种含有弹簧、阻尼器、惯容器的混联汽车悬架结构,运用多目标遗传算法对汽车悬架减振系统进行参数优化.通过求解动力学方程,在时域内分析了路面脉冲激励下汽车悬架减振系统的振动响应,在频域内分析了参数优化对混联汽车悬架减振性能的影响.研究结果表明,相比于传统汽车悬架,本文所提出的混联汽车悬架结构能够有效降低汽车减振系统的共振峰值,改善汽车悬架的减振性能;相比于初始设计参数,运用多目标遗传算法得到的参数进一步提升了汽车悬架的减振性能.     

车辆悬挂系统的可控性与可观测性

车辆的行驶平顺性是车辆的一个重要性能指标,反映了车辆的乘坐舒适程度悬挂系统性能的好坏直接影响了车辆行驶平顺性传统的被动悬挂在提高车辆行驶平顺性方面已受到很大限制为了进一步提高车辆的行驶平顺性,近年来人们开展了对非被动悬挂的研究,用电子控制方法提高车辆悬挂系统的性能本文从建立车辆系统二自由度四分之一模型着手,用现代控制理论中的状态空间法对车辆悬挂系统的可控性与可观测性进行了分析,以国产ＢＪ６６３旅行车悬挂系统的参数为例,得出了该车悬挂系统是既可控又可观测的结论由于车辆悬挂系统是既可控又可观测的,因而可以对车辆悬挂系统进行最优控制为非被动悬挂的研究、设计提供了理论依据     

磁力负刚度弹簧的汽车悬架非线性特性分析

为了提升汽车被动悬架隔振性能,利用永磁铁间异性相吸的特性,构建了一种用于在汽车悬架中产生负刚度的磁力弹簧。提出了将磁力弹簧增设于汽车被动悬架的隔振器内构成磁力悬架。依据被动悬架相关参数对磁力弹簧的材料、尺寸方面进行了分析选定。同时利用MATLAB/Simulink建立了汽车1/4磁力悬架模型,通过与普通悬架进行对比,分析了磁力悬架在时域、频域下的非线性特性及其传递函数和共振特性。结果表明：在保证系统总刚度大于零的前提下,磁力弹簧的非线性特性能够缩小悬架共振区间,增加悬架隔振效果。且随着非线性程度加深,隔振性能呈非线性增加。     

馈能悬架技术研究综述

车辆技术正在朝着电动化、智能化以及网联化方向发展,而作为汽车关键部件的悬架系统也正在发生着技术革新。传统悬架只能被动减振,已越来越不能满足车辆的高性能和高能效需求,主动悬架、馈能悬架技术逐渐成为研究热点。本文系统阐述了馈能悬架的发展历程,简要分析了当前研究现状,并从能量回收方式的不同列举了当前馈能悬架的主要分类,尤其对电磁式馈能悬架的不同类别进行了深入剖析。在此基础之上,探究了馈能悬架发展存在的技术难点,并指出后续馈能悬架技术发展的关键方向。所得结论对馈能悬架技术的发展具有重要的参考价值。     

汽车悬架系统参数的选择

介绍了悬架系统的组成及类型,详细阐述了设计汽车悬架时悬架系统主要参数确定的方法,并分析了悬架系统对汽车行驶平顺性的影响。     

2级串联型ISD悬架频响特性分析与试验

基于"惯容-弹簧-阻尼"机械系统与"电容-电感-电阻"电子系统之间严格的对应相似关系,根据级联滤波的基本原理,以并联的弹簧和阻尼元件为第1级,并联的惯容器、弹簧和阻尼元件为第2级,提出了一种2级串联型"惯容-弹簧-阻尼"(ISD)车辆悬架.应用机械阻抗法建立悬架的1/4车辆模型,对悬架系统频响特性进行了仿真分析,设计了齿轮齿条惯容器装置及悬架原理样机,进行了悬架频域性能台架试验.结果表明:与传统悬架相比,2级串联型"惯容-弹簧-阻尼"车辆悬架具有良好的低频频响特性,使车身共振频率从1.3 Hz降到了0.8 Hz,车身加速度、轮胎动载荷及悬架动行程3者增益的低频共振峰值分别减小了52%,50%,15%,有效抑制了车身共振,提高了车辆的乘坐舒适性.     

悬架K特性鲁棒性不确定性优化

由于零件几何误差、安装误差等存在,使实际硬点的位置具有一定的波动,存在不确定性,导致悬架K特性相对于标准K特性波动较大。针对该不确定性问题,依据刚体运动学理论应用刚体姿态坐标变换建立麦弗逊悬架数学模型,采用Sobol法对悬架K特性进行灵敏度分析,计算出对悬架定位参数影响大的硬点,应用区间分析对悬架结构进行参数优化,使悬架K特性相对于标准K特性波动减小进而提高悬架K的稳健性,结果表明该方法具有较高的稳健性以及工程实用性。     

一种新型油气平衡悬架的平顺性仿真研究

针对普通油气平衡悬架油缸垂直布置的结构特点,提出了一种油缸水平放置的油气平衡悬架.建立了两种多轴油气平衡悬架的数学模型,利用Matlab软件对普通油气平衡悬架与新型油气平衡悬架进行了平顺性对比、分析和计算.结果表明,采用油缸水平放置的油气平衡悬架的车辆在很好地改善车辆平顺性的同时,又能降低悬架系统成本,提高可靠性,因此这种悬架更适合在多轴车辆上应用.