多轴转向汽车角阶跃输入的稳态响应特性

基于两轴车转向基本理论,建立了适用于任意轴数转向的多轴车线性两自由度刚性转向模型,详细推导了两自由度转向模型的运动微分方程.对角阶跃输入下的稳态响应进行分析,得到稳态响应表达式,分析出3种不同转向类型满足的条件,研究了各轴间距及其刚度对操纵稳定性的影响,对多轴车整车布置提供了很好的参考价值.针对某型号8轴车进行稳态响应分析,同时利用多体动力学软件SIMPACK进行仿真,得出该车为不足转向特性,验证了两自由度模型的正确性.     

多轴转向汽车角阶跃输入的稳态响应特性

基于两轴车转向基本理论,建立了适用于任意轴数转向的多轴车线性两自由度刚性转向模型,详细推导了两自由度转向模型的运动微分方程.对角阶跃输入下的稳态响应进行分析,得到稳态响应表达式,分析出3种不同转向类型满足的条件,研究了各轴间距及其刚度对操纵稳定性的影响,对多轴车整车布置提供了很好的参考价值.针对某型号8轴车进行稳态响应分析,同时利用多体动力学软件SIMPACK进行仿真,得出该车为不足转向特性,验证了两自由度模型的正确性.     

基于ADAMS的刚柔耦合汽车悬架性能分析

文章介绍了在ADAMS软件中建立柔性体的方法;建立了刚柔耦合的汽车麦式独立前悬架与双连杆独立后悬架系统模型;对悬架系统进行运动学分析,并通过仿真结果与实测数据的比较,证明了刚柔耦合悬架模型比刚体悬架模型更为准确.     

基于多变量阶跃响应的风洞系统辨识

2.4 m×2.4 m风洞为多变量耦合系统,根据运行数据无法直接获得单个操纵变量对输出的影响.因此,提出采用多变量阶跃响应方法辨识风洞系统两输入-两输出耦合参数模型,采用三次样条插值法对阶跃响应数据进行滤波处理,再计算出单个通道的阶跃响应数据,在此基础上使用面积法获得各个通道的传递函数模型,并通过对不同阶次模型输出的均方根误差的比较,实现最佳模型阶次的选择.仿真及风洞现场测试结果验证了本文方法的有效性.     

基于响应面试验设计的湿式离合器优化策略

为提高湿式离合器的可靠性,建立以6个出油管孔径为设计变量的参数化有限元模型,基于计算流体力学理论,进行热流耦合动态仿真分析,根据湿式离合器热流场分布特性,设计优化策略。剖析中心组合设计方法的采样原理,推导析因系数、样本点数、因子水平及各水平对应试验次数的计算公式,并应用于湿式离合器的响应面试验设计中,采用单因素仿真试验分析方法确定离合器片轴向最小位移为目标变量,进一步编排试验点安排表。基于最小二乘法拟合得到响应面模型,采用不同工具进行优化分析,获得了湿式离合器的3套优化方案。结果表明:在最佳优化方案中,离合器片轴向最小位移增大了38.472%,其预测值与实际仿真值误差为7.291%,最薄油层厚度增大了18.828%。     

汽车半主动悬架集成优化仿真研究

针对传统半主动悬架先设计其结构参数后设计其控制器参数 ,易造成系统失去全局最优性能的特点 ,文章提出一种基于遗传算法和 LQ G控制的集成优化半主动悬架结构参数和控制参数的方法 ,理论分析和仿真计算结果表明 ,此方法与传统优化方法相比 ,对提高汽车行驶平顺性和安全性具有较优的效果。     

基于响应表面法的汽车侧面安全气囊仿真优化

为加强汽车安全气囊对侧面碰撞中的人体保护,对其进行优化匹配设计.针对传统的安全气囊设计方法存在的不足,引入PSM子结构方法和响应表面优化方法.首先利用PSM子结构方法建立了侧面碰撞安全气囊的优化模型,然后通过一阶响应面筛选设计变量,最后利用二阶响应表面模型对安全气囊的设计参数进行了优化研究.优化结果表明,新的参数组合能够有效提高侧面安全气囊的保护效果,降低人体的损伤风险.     

汽车坐盆安全气囊对假人伤害的仿真及优化

针对汽车前碰撞过程中假人胸部压缩量超标这一难点,开发了一种安装在座椅坐盆处的全新坐盆安全气囊。通过理论探索坐盆气囊在碰撞过程中的作用原理,证明了坐盆气囊可以有效抑制假人X向运动,达到了减少假人胸部压缩量的目的。借用计算机辅助工程(CAE)中MADYMO软件建立了坐盆气囊模型,通过零部件和子系统的试验验证了该模型的精度。在某款运动型多功能车(SUV)车型上建立了整车约束系统模型且与试验进行了对标验证;在验证后的系统模型中通过增加坐盆气囊的CAE模块作为优化的基础模型,对坐盆气囊的安装位置、角度以及点爆时间进行了灵敏度分析和试验设计(DOE)优化,以探寻最佳的优化方案。经台车试验和限力式预紧安全带对比分析表明,坐盆安全气囊可以降低假人胸部14.79%的压缩量,有效抑制了人体骨盆纵向位移。该结果可为保护假人胸部研究提供参考。     

基于MATLAB优化工具箱的五自由度汽车悬架系统设计

基于车辆系统动力学分析模型和最优化分析技术，提出了应用Matlab优化工具箱中的优化函数进行五自由度车辆悬架系统设计的方法，且能够以给定的系统参数和要求为依据，确定与之相匹配的车辆悬挂特性参数。通过实例确定了所采用方法的有效性。     

基于ADAMS的麦弗逊悬架的仿真分析与优化

基于悬架系统对汽车舒适性和操稳性的重要影响,本文利用ADAMS仿真软件对麦弗逊式独立悬架进行动力学仿真与优化。根据麦弗逊式独立悬架的CATIA模型及硬点,首先在ADAMS/Car模块中搭建悬架的物理模型,然后进行仿真分析,再利用后处理模块ADAMS/Post Processor模块查看仿真结果,得到有关悬架性能的曲线,包括四轮定位参数曲线,并对分析不合理的车轮前束角通过ADAMS/Insight模块进行了进一步的优化,最终明显提高了汽车的舒适性和操稳性。     

基于MATLAB四轮转向车辆PID控制的建模与仿真

以二自由度整车操纵稳定性研究为基础,建立车身零侧偏角的前馈控制策略对四轮转向车辆实施控制.在MATLAB中建立前轮转向、四轮转向车辆模型,并在角阶跃工况下进行仿真,发现其存在横摆角速度损失的缺陷,提出PID车身横摆角补偿控制策略,通过建模在角阶跃工况下仿真.结果表明:横摆角速度补偿控制策略可较好地解决车辆转向灵敏度的问题.     

车辆行驶转向角的图像检测方法

针对车辆建模及安全分析所需转向角数据的简便自动化检测问题,提出了一种新的车辆行驶转向角的图像检测方法.该方法将CCD传感器搭载于车辆上构成视觉检测系统,对CCD采集的转向轮图像进行轮廓边缘点提取,并对边缘点进行了椭圆拟合.根据圆的旋转角度检测法,计算了初步转角值及转向,利用车辆运动的连续性特点对数据进行有效性判断,根据转角增量的统计量对角度增量进行修正,得到了当前车辆的转向角度及转向.实验表明,该方法测得的转角值与方向盘转角检测系统测得的车辆转角值之间的平均误差为0.25624°,在车辆转角所在的密集区间[-4.15°,4.15°]内,两者的误差均值约为0.1°,并且该方法可在日间有效地实现车辆行驶转向角的检测.     

基于新控制策略的五轴汽车操纵稳定性仿真试验分析

在ADAMS/View中建立五轴汽车模型,为实现联合仿真,在Simulink中建立可视化的控制模型,该系统可以实现PID/D(基于横摆角速度的PID策略用于动态调整D值,其中D为转向中心到第一轴的距离)和FD(D值固定,Fixed D value)控制模式的切换。为验证PID/D控制策略的可行性,进行了方向盘转角脉冲仿真对比试验,并按照有关标准进行评分。结果表明：PID/D控制策略的仿真试验的评分结果为77.51,FD控制策略的仿真试验的评分结果为76.3,PID/D控制策略的评分结果高了1.58%。     

某轿车转向瞬态响应特性仿真分析

根据某型轿车的数模及整车参数,确定了该车拓扑结构,在ADAMS/Car软件中建立了整车虚拟样机模型。参照国标中的转向瞬态响应实车试验方法,在转向盘转角阶跃输入和转向盘转角脉冲输入下,对整车瞬态响应特性进行了虚拟仿真。通过分析仿真结果,预测了该车的转向瞬态响应特性。可知该车在阶跃输入下瞬态响应较好,在脉冲输入下瞬态响应欠佳,可为实车试验及此类问题的设计研究提供参考。并进一步仿真得出了稳态横摆角速度增益的变化曲线,表明该车具有轻微不足转向特性。     

双流传动履带车辆实现方向盘控制的转向机构实体建模与仿真

详细介绍了用CATIA软件进行双功率流履带车辆转向机构控制箱体零部件三维模型的建立过程,同时进行了虚拟装配,通过运动仿真分析验证了此套机构的运动特点和运动规律。以CATIA三维设计软件为平台,采用数字样机(DMU)技术对方向盘控制装置进行了安装调试仿真和运动仿真,并对整套操纵装置零部件之间有无干涉现象进行了干涉检测。     

双流传动履带车辆方向盘操纵系统设计及仿真

液压机械差速转向机构是履带车辆的一种新型双流传动机构,能实现履带车辆无级转向。基于液压机械差速转向机构工作原理,提出了一种双流传动履带车辆方向盘操纵系统方案。根据方向盘转角和液压先导阀杆摆角的变化关系,推导出了凸轮曲线的解析表达式。介绍了液压元件的结构及工作过程,仿真分析了方向盘操纵系统的工作稳定性及跟随特性。仿真结果表明:所设计的方向盘操纵系统能满足履带车辆液压机械差速转向行驶需要。     

四轮随机路面激励下的七自由度车辆响应特性

为了研究不同等级道路下车辆动态响应以及轮胎动载荷的变化情况,根据国家路面不平度分级标准,采用滤波白噪声法建立了随机路面时域模型并与标准路面的功率谱密度对比验证模型的准确性。通过四个车轮之间的传递函数建立了四轮随机路面时域激励模型;并以该模型作为不平路面激励,考虑悬架拉伸和压缩状态时的不同阻尼,建立七自由度整车行驶动力学模型。研究了车辆质心垂向加速度、俯仰角、侧倾角以及轮胎动载荷随路面等级的变化情况。结果表明:车辆和轮胎的动态响应随着路面不平度的增加而增加。可见,搭建的整车模型能够很好地反映不同路面下车辆的动态响应,为车路耦合的深入研究奠定基础。     

基于序列响应面方法的汽车板选材优化设计

提出了一种基于序列响应面方法与模拟退火算法相结合的汽车板选材优化方法,并将其用于车体的侧面碰撞安全性研究,采用多项式近似模型替代车体侧面碰撞的物理有限元模型,针对汽车碰撞部位各个零部件进行优化选材.结果表明,采用优化方法所得车体侧面碰撞部位各个零部件材料可达到合理的匹配,并可改善车体侧面的碰撞安全性.     

基于弯曲和径向疲劳试验的车轮仿真分析

车轮在设计完成后,需要进行弯曲和径向疲劳物理试验,检验是否满足疲劳寿命的要求。为解决这种开发模式周期长、成本高的问题,基于弯曲和径向疲劳物理试验的方法,使用Creo和Ansys Workbench软件对材质为A356、规格为16×7 J的某型铝合金车轮,建立三维模型和有限元模型。给出仿真流程和仿真思路,采取静态分析模拟动态分析的方式,预测车轮疲劳寿命和安全系数。仿真结果表明,两种试验仿真中最大应力出现的位置与物理试验的位置相一致,验证了有限元方法预估车轮寿命的有效性,从而可以根据分析结果对车轮进行优化设计。     

后轮随动转向车辆非线性动力学特性研究

向后轮随动转向系统中引入一种黏弹性参数可变的黏弹性材料,以替代传统的橡胶衬套;基于黏弹性材料的分数阶本构模型,以及具有饱和特性的非线性魔术轮胎模型,建立了随动转向车辆的三自由度分数阶动力学模型;根据给定的车辆参数,利用MATLAB软件仿真研究了随动转向车辆的横向动力学行为。研究结果表明:在一定的参数条件下,随着车速的提高,后轮随动转向角发生了Hopf分岔现象;当车辆的行驶速度超过某个阈值时,随动转向车辆将发生明显的摆振,后轮随动转向角和车辆横摆角速度时间历程曲线均呈现出具有两个稳定幅值的周期振动,随动转向角相图上出现了两个极限环;后悬架中引入的黏弹性材料参数对随动转向车辆的非线性动力学行为具有明显的影响。该研究为后轮转向车辆横向动力学行为的半主动控制奠定了理论基础。