蓄能悬架结构参数设计与试验研究

为了分析车辆蓄能悬架的动态性能,应用复域机械阻抗法建立了1／4车辆蓄能悬架系统动力学模型及其结构形式。针对蓄能悬架性能评价指标多、参数多的特点,利用多目标优化法确定了悬架结构参数,在此基础上对该蓄能悬架的性能进行了仿真分析以及台架试验验证。结果表明,理论研究与试验结果较为吻合,所设计的蓄能悬架系统结构简单,容易实现,且设计的悬架参数明显提高了车辆乘坐舒适性,协调了车辆综合性能,为蓄能悬架的应用研究奠定了一定的基础。     

液电馈能式悬架的液压参数灵敏度分析与优化

为了在满足减振需求的同时提高悬架的馈能效果,对一种新型液-电馈能式悬架的液压系统参数进行了灵敏度分析和优化.在AMESim中建立了液-电馈能单元的仿真模型,并通过样机台架试验对仿真模型进行了验证.以ISIGHT为平台,在1/4车辆AMESim模型中,对影响车身加速度和馈能功率的5个液压系统参数进行了灵敏度分析.结果表明:液压马达排量对车身加速度和馈能功率均有显著的影响.以平顺性为约束,建立了提高馈能功率的优化模型,并对液压系统的参数进行了优化计算.结果表明:在满足车身平顺性的前提下,优化后的平均馈能功率提高了12.7%.     

汽车电动悬架的减振与馈能特性试验验证

针对现在普遍采用的液力式主动悬架系统的响应慢、能耗大、结构复杂等缺陷,采用滚珠丝杠结合永磁直流无刷电机结构的馈能式电动悬架,其最大特点是能够在保证悬架减振特性的基础上,将不平路面激励引起的悬架系统振动能转化为电能并回收利用.依据某车型的后悬架系统参数,设计和试制了电动悬架系统样机,在系统特性试验及性能分析的基础上,通过整车台架试验检验所设计的电动悬架系统在随动状态下的馈能特性和悬架特性.通过对试验数据的分析,验证了回馈振动能量的可行性.     

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。     

馈能型悬架潜力研究及其敏感性分析

从路面不平度统计特性的理论出发,结合悬架运动传递方程,推导了悬架的能量耗散功率,得出路面等级、车辆行驶速度与悬架能量耗散呈线性关系.并通过数值分析,得出一定条件下车辆悬架能量耗散功率与路面等级的数值关系.提出了仅与悬架运动参数相关的悬架能量耗散因子,并对悬架能量耗散因子进行了敏感性分析,得出在选定的参数范围内,车轮刚度与悬架能量耗散因子成线性关系且近似相等,非簧载质量对悬架能量耗散因子的影响非常小可忽略,而簧载质量、阻尼系数与悬架刚度对悬架能量耗散因子没有影响,最后总结出悬架能量耗散功率的理论模型.     

载人月球车馈能悬架技术及其AMESim仿真分析

基于载人月球车对行驶速度、乘坐舒适性及能量储备的要求,提出一种滚珠丝杠式馈能悬架技术方案。分析了其结构、馈能原理及悬架输出力,利用AMESim软件建立了传统悬架系统和馈能悬架系统模型,在阶跃激励和正弦激励下仿真了其车身加速度和车轮动载。结果表明,馈能悬架系统的两项评价指标较传统悬架小,其平顺性和稳定性更好,能够为可靠的月面运行提供保障。     

电磁阻尼器惯性质量对汽车馈能悬架减振性能的影响

为了研究阻尼器惯性质量对汽车馈能悬架系统减振性能及馈能特性的影响,优化电磁阻尼器选型,根据汽车悬架系统动力学方程推出阻尼器惯性质量表达,并引入惯性质量,以悬架系统车身加速度、悬架动行程和车轮动变形量作为系统输出,建立了精确化馈能悬架系统的状态空间模型,通过状态空间模型系统输出的频域传递特性分析了惯性质量等级对悬架系统主要性能的影响。仿真结果表明:随着阻尼器等效惯性质量的增大,悬架系统平均馈能功率降低;虽然低频段主要性能指标的幅频传递特性有小幅改善,但中频段传递特性恶化严重;过高的阻尼器等效惯性质量会引起悬架系统总体性能恶化。通过1/4悬架系统台架实验对仿真结果进行验证,结果表明:在相同激励条件下,电磁阻尼器惯性质量使馈能悬架系统平均能量回收功率产生最高44%的衰减;较高等级的惯性质量导致悬架系统关键性能指标传递特性在中频段产生不同程度的恶化,共振频率发生小幅前移,悬架系统总体性能变差。实验结果验证了仿真结果的正确性。     

少自由度并联机构馈能悬架运动学特性分析

为回收汽车悬架振动能量,提出一种新型少自由度并联机构馈能悬架模型;该并联机构可以将悬架的垂向振动转化为该机构动基座绕z轴的一维转动,以驱动馈能电机回收能量。运用旋量理论对该并联机构的自由度进行分析,根据支链的约束条件,分别应用位姿变换公式和牛顿迭代法建立该并联机构的位置逆解和位置正解约束方程,求得4组实数正逆解。在位置分析基础上,采用一种简单的空间投影方法进行连杆速度的计算;并得到该并联机构动基座旋转周期的一般表达式。最后利用ADAMS进行正弦、阶跃和随机三种输入仿真,验证所建模型的有效性和正确性。     

并联机构双作用电机的馈能主动悬架控制

为降低主动悬架的能耗、提高可靠性,提出一种新的馈能型主动悬架;该系统结构上采用并联机构与双作用直流电机,建立了一种新型主动悬架模型。通过PID和LQG控制算法控制悬架姿态,对电机电枢电路进行PID控制,保证实际控制力与理想控制力的一致性,改善乘坐舒适性。在传统悬架性能评价指标基础上,定义自供能效率为悬架馈能效果评价指标。MATLAB仿真结果显示,该系统在改善车身加速度和降低悬架动行程的同时,可获得超过30%的自供能效率。     

电动式主动馈能悬架综合性能的协调性优化

针对永磁直流无刷电动机结合滚珠丝杠结构的电动式主动馈能悬架,建立了车辆悬架和控制电路模型,基于电动馈能悬架可回收路面振动能量的特性,进行了馈能悬架动力学性能和馈能效果的协调性分析.利用MATLAB/Simulink软件仿真,分析电机常数k值对悬架动力学性能和馈能效果的影响,并采用功能系数法对k值进行优化,在保证电动悬架馈能效果的同时,显著改善其动力学性能.     

两原子结合能实验公式参数的研究

结合物理学中相关的理论知识 ,运用数学分析的方法 ,对凝聚态物理学中结合能实验公式 :U(r) =- arm+brn 中m、n参数进行研究 ,得出n >m的一般性结论。     

基于汽车稳态回转性的悬架参数优化设计

为了研究悬架结构参数对整车稳态回转性能的影响,通过ADAMS/Car建立了某微型轿车的整车虚拟样机模型,进行了稳态回转道路试验,并将试验与仿真结果进行对比,验证了整车模型的正确性;然后对该车稳态回转性能进行评价,发现不足转向度数值较低,导致综合得分并不高。为了解决不足转向度数值偏低的问题,提高车辆的稳态性能,通过灵敏度分析,选取排名前三位的影响因素,具体分析了悬架结构参数对整车操纵稳定性能的影响,并对其进行优化处理与仿真,优化过程中同时考虑不足转向度以及悬架运动学特性,优化后在相同的侧向加速度下,前后轴的侧偏角差值比原来增加3倍左右,外倾角的变化由原来的-0.5～3.0°减少到现在的0.5～2.5°,前后桥的侧偏角差值由原来的0～0.5°增加到现在的0～1.5°,通过优化后的车辆不足转向度得到了提高,车辆的稳态性能得到了提升。     

能带结构与方势阱参数的关系

要了解无缺陷立方晶体材料能带结构的主要特征,可将电子在晶体中的运动简化成单电子在一维周期方势阱中的运动.依据能量本征方程,导出周期势场能带结构超越代数方程,编程求解能带方程,发现周期势场参数(势阱宽度和深度、势垒宽度)对周期方势阱中电子运动能带结构(允许能带总数、每个能带宽度)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.     

基于可视化界面的悬架性能分析与刚度阻尼参数选择匹配

文章建立了基于横向和垂向动力学合成的整车系统模型,以某款商务车为研究对象,分析了汽车悬架设计中主要的性能指标。利用Visual C 编程,通过可视化界面实现了悬架阻尼刚度参数的选择匹配和复杂的计算分析过程,并且可直接输入整车参数得出仿真曲线,对悬架性能和参数进行有效的评价。     

基于能耗最低的截割头结构参数模糊优化设计

以纵轴式部分断面掘进机的截割比能耗为目标函数,取截割头的直径、锥角、螺旋叶片升角等作为设计变量,给出了各参数的模糊约束条件,运用最优化水平截集法将掘进机截割头结构参数的模糊优化问题转化为非模糊优化问题,建立了基于能量消耗最低的截割头结构参数的非模糊优化的数学模型.利用该模型确定截割头的结构参数,可使截割头的结构参数设计更加合理,能进一步改善掘进机的截割性能,明显提高掘进机截割的经济效益.     

喷射式低温乏汽回收利用装置分析

建立了喷射式低温乏汽回收利用装置的分析模型.对比研究了无旋流、水旋流、蒸汽旋流、水汽旋流4种结构形式下装置效率的变化规律,分析了喉嘴距、混合腔收缩角、喉嘴面积比等结构参数对装置火用效率的影响,研究了水旋流形式下装置火用效率随汽水参数变化的规律.发现最佳的结构形式为水旋流结构,最佳的结构参数为:喉嘴距L=145mm、收缩角θ=18°、面积比M=5.44,得出装置火用效率随进水温度和进汽压力的增加而增加,随进水压力的增加而降低.研究结果可为装置结构的优化和运行参数的选择提供依据.     

馈能悬架的多模式智能控制策略

针对主动悬架耗能而限制其在电动汽车中的应用问题,采用永磁(PM)直线电机作为主动悬架系统的执行机构,建立了整车动力学模型,研究了车辆动力学性能与能量回收能力之间的关系。基于最优控制理论设计了主动悬架LQG控制器,采用层次分析法(AHP)和粒子群优化(PSO)方法优化了控制器设计参数,提高了车辆动力学性能和能量回收能力。为了实现模式切换,提出了一种新的多模式切换控制策略。在控制策略中引入舒适性因素,该因素可由驾驶员调节或根据车辆行驶状态进行选择,从而实现了不同模式下的策略切换。仿真结果表明,所提出的多模式切换控制策略显著优于传统主动悬架控制模式,从而全面提升了整车动力学性能和能量再生能力,为悬架馈能控制策略提供指导。     

军用车辆强振分析与悬架参数匹配方法

针对某型军用轮式车辆在越野起伏砂石路面上高速行驶时振动与冲击较大的问题,在实测路面不平度的基础上,建立了半车行驶动力学模型,在时域内进行了动力学仿真分析。分析表明,振动较大是由车辆在恶劣越野路面上高速行驶时,悬架击穿频率较高造成的。在频域内采用基于悬架动挠度为限值的匹配方法对悬架参数进行了优化与仿真。研究结果表明,优化匹配结果基本满足战车平顺性与操稳性的设计要求,说明基于实测路面谱与悬架动挠度为限值的参数匹配方法对军用车辆悬架设计具有适用性与科学性。