基于LuGre摩擦模型的轮胎稳态模型参数识别

研究了基于LuGre摩擦模型的轮胎稳态模型参数识别方法.用稳态轮胎试验数据获得了LuGre动态轮胎模型中的参数,得到了模型参数随垂直载荷的变化关系:静态摩擦因数与库伦摩擦因数均随载荷的增加而线性降低;纵向轮胎刚度随载荷的增加而线性增加;而侧向轮胎刚度与载荷的关系呈现非线性.识别出的参数可用于LuGre轮胎模型动态特性的研究.仿真结果表明,LuGre动态轮胎模型不仅具有与魔术公式相似的稳态特性,而且还能反映出转弯制动过程中的轮胎动态响应特性.     

花纹磨光轮胎接地特性试验研究

运用轮胎－地面相互作用试验装置，对花纹磨光的5．00－13轮胎的印迹、垂直刚度特性和接地压力分布规律进行了试验测量，分析了使用条件对轮胎接地特性的影响。     

基于ABAQUS的子午线轮胎接地特性研究

为研究子午线轮胎接地特性的变化规律,利用ABAQUS建立了考虑轮胎非线性的有限元模型,基于轮胎额定胎压下的截面应力分布对模型进行了验证。研究了胎压和载荷对轮胎接地特性的影响。结果表明:在额定胎压下,轮胎的接地印痕近似为椭圆形,接地应力由中心向四周递减;在额定负载下,随着胎压的下降,法向应力的集中区域逐渐向印痕边缘偏移,胎面中心应力减小,产生翘曲现象。     

轮胎动刚度特性的初步探讨

本文利用室内土槽台车模拟行驶过程中轮胎受路面激励情况,试验研究了6.00-12驱动轮胎的动刚度特性。研究结果表明:轮胎的动刚度不是常数,它随着垂直载荷、充气压力的增加而增大;滚动时的动刚度不同于静刚度。模型分析表明,在低频范围内可以用单自由度线性模型代替单自由度粘弹性轮胎模型。     

基于非线性有限元理论的子午线轮胎侧偏特性研究

将轮胎的有限元分析计算结果引入到轮胎静态侧偏特性研究中,利用轮胎的有限元分析结果得到轮胎侧偏刚度.为控制网格划分的密度与质量,采用数字化轮廓技术,在UG软件中绘制轮胎断面曲线,将离散化后的曲线信息导入有限元分析软件ANSYS中.建模时充分考虑了橡胶材料的超弹性和各向异性,材料模型采用Mooney-Rivlin橡胶材料.计算结果和试验结果验证了理论计算的可靠性.     

华越车架静态和动态特性分析及结构改进

建立了华越底盘车架的有限元模型,研究了在弯曲、扭转和制动等3种不同工况下的静态特性。在此基础上,对车架的动态特性进行了分析,得到华越底盘在静态下的应力、变形参数及动态特性下的前7阶固有频率和相应的谐响应特性,并对车架的结构作了改进设计。     

拖拉机轮胎刚度和阻尼特性研究

本文给出了两种不同方法对几种拖拉机轮胎的刚度、阻尼特性所作的大量实验研究的结果。文中对两种不同的方法作了比较,研究了气压、荷重质量对不同轮胎的刚度、阻尼特性的影响;讨论分析了轮胎刚度阻尼的非线性特性。     

空气弹簧的弹性特性分析

空气弹簧悬架提高了车辆的平顺性、操纵稳定性、轮胎接地性等车辆使用性能，本文对空气弹簧悬架中的主要元件空气弹簧的工作原理和特性进行了分析。建立了膜式空气弹簧内部压力模型、有效面积模型和非线性弹性模型，对空气弹簧的设计与计算提供了理论依据。     

油气悬架的振动特性分析

介绍一种车用油气悬架的基本结构,推导了油气弹簧的静态刚度和悬架系统无阻尼固有频率的计算公式。依据公式分析了弹簧刚度特性的影响因素及其变化规律,阐述了悬架系统的振动特性。通过样机道路试验,验证了油气悬架的技术优势。研究结论对油气悬架系统的设计、制造和使用有一定参考价值。     

自由滚动轮胎侧偏特性理论模型

通过分析轮胎自由滚动时胎体和胎面的侧向变形以及轮胎印迹内垂直载荷分布的变化等，建立了自由滚动轮胎侧偏特性理论模型。研究结果表明，本文建立的自由滚动轮胎侧偏特性理论模型比已有的模型更接近实际。     

驼蹄仿生轮胎对整车牵引性能影响的相似模拟研究

与普通轮胎相比 ,驼蹄仿生轮胎具有较好的牵引性能。为考察装备驼蹄仿生轮胎的整车牵引性能 ,在车辆行走机构沙地试验台上对驼蹄仿生轮胎进行了重复通过牵引性能试验 ,研究了驼蹄仿生轮胎的载荷、气压、滑转率和侧缘对其牵引系数和牵引效率的影响。根据相似理论 ,对装备驼蹄仿生轮胎的整车牵引性能进行了模型和原型相似分析。研究表明 ,一定工况下整车的牵引性能可用单个驼蹄仿生轮胎的重复通过性能来预测。     

拖拉机轮胎垂直动态刚度和阻尼特性的研究

针对拖拉机无悬架的特点,系统地阐述了采用室外道路对拖拉机轮胎进行垂直动刚度和阻尼特性测试的方法,讨论了拖拉机在使用过程中轮胎的垂直动刚度和阻尼特性与轮胎气压之间的关系,反映了拖拉机振动与轮胎垂直动刚度和阻尼之间的相互关系,为设计中选择合适的轮胎来减少拖拉机的振动以及提高驾驶员的工作环境质量提供实验参考.     

基于粒子群算法的农用轮胎柔性环模型参数辨识方法

轮胎柔性环模型能准确表达轮胎变形,但模型的刚度参数无法直接测定,因此模型刚度参数的辨识成为建模过程中的关键。本文基于轮胎柔性环模型运动学方程,分析农用轮胎固有频率与刚度参数之间的关系,提出基于粒子群算法的柔性环模型刚度参数辨识方法。通过轮胎模态试验获取轮胎固有频率,采用粒子群算法对柔性环模型刚度参数进行辨识。将固有频率的试验值与预测值的平均误差作为评价指标,对比粒子群算法与传统算法及遗传算法辨识结果,结果表明粒子群算法的参数辨识结果精度较高,平均绝对误差为1.67Hz,平均相对误差为1.66%,相较于遗传算法,平均相对误差降低16.16%,运算时间减少93.19%。通过接地印痕试验获取农用轮胎接地角度,结合辨识所得刚度参数,估算轮胎所受到的垂向力,对比垂向力的试验值与预测值,结果表明粒子群算法的参数辨识结果精度较高,垂向载荷估算平均相对误差为1.97%,相对于遗传算法,平均相对误差降低12.05%。     

基于修正Craig-Bampton方法的轮胎动态子结构模型

以轮胎模态试验获取的模态参数和参数化轮胎有限元模型为基础,通过优化方法使有限元模型的计算模态参数与试验模态参数一致,获得动力学等效的轮胎模型,将该模型视作连接车辆与地面的子结构,基于修正的Craig-Bampton方法和轮胎接地界面特性,得到轮胎子结构的主模态集和约束模态集,使用模态综合方法实现轮胎子结构模型与车辆多体动力学模型的耦合,此模型可广泛应用于车辆平顺性仿真和整车动态优化设计.     

偏置转向轴原地转向轮胎力学特性研究

农用柔性底盘原地姿态切换时车轮绕偏置转向轴原地滚动转向,为探明该过程的轮胎力学特性,对接地区域的滑移速度进行了运动学分析,据此将现有轮胎纵滑LuGre模型扩展成纵滑横滑联合的偏置转向轴原地转向LuGre模型;设计了相应测试装置,通过双因素试验测试了偏置距离和载荷对轮胎横向与纵向摩擦力的影响;根据实测结果对模型参数进行了辨识,利用辨识值对柔性底盘原地姿态切换过程中的轮胎摩擦力进行了仿真。结果表明:柔性底盘原地姿态切换时,轮胎受到阻碍滚动的纵向摩擦力和指向外侧的横向摩擦力,纵向摩擦力与载荷的1.82次方成正比,与偏置距离的1.61次方成反比;随着偏置距离的增加,横向摩擦力先增大、后减小,但变化较为平缓。轮胎横向与纵向摩擦力的实测结果和仿真结果吻合程度较高。本研究可为柔性底盘转向驱动力矩的估算和装置参数的优化提供依据。     

重型多轴转向车辆轮胎原地转向阻力矩

为了解决重型多轴转向车辆转向杆系损坏的问题，针对其主要影响因素轮胎原地转向阻力矩进行试验研究。通过采用整车道路实测的试验方法，分析了车轮转角、轮胎垂直载荷、摩擦系数和轮胎气压等因素对轮胎原地转向阻力矩的影响。利用MATLAB软件对主要影响因素进行了试验数据拟合分析，给出了轮胎原地转向阻力矩经验公式，通过对同型号轮胎测试结果的分析验证，该公式的预测误差小于10%。为提高液压助力转向系统的安全性、可靠性和匹配性提供了理论和试验参考。     

香蕉秸秆离散元仿真粘结模型参数标定与试验

为提高离散元法对指导香蕉秸秆粉碎还田装备设计与优化的准确性与可靠性,本文利用Hertz-Mindlin with bonding接触模型建立香蕉秸秆离散元粘结模型并进行参数标定。运用高速摄影技术开展碰撞恢复试验、静摩擦及滚动摩擦台架试验,确定了香蕉秸秆碰撞恢复系数、静摩擦因数和滚动摩擦因数等基本离散元模型接触参数。开展香蕉秸秆物理与仿真剪切试验,获得破坏香蕉秸秆外皮的力学特征曲线,确定物理最大剪切力为122.41N;通过中心组合设计（Central composite design, CCD）响应面法确定香蕉秸秆粘结模型的法向接触刚度、切向接触刚度、临界法向应力与临界切向应力的最佳参数组合为5.89×107N/m、2.49×106N/m、1.39×105Pa、1.34×105Pa。以参数标定结果进行仿真验证,结果表明,仿真剪切力结果与物理剪切力相对误差仅为2.34%,验证了该粘结参数标定方法的可行性,可为香蕉秸秆粉碎还田机设计与研究提供理论参考。     

双丝杠与直线导轨结合部静刚度分析

基于弹性力学赫兹接触理论,对主轴箱在z轴不同位置时双滚珠丝杠副轴向刚度、角接触球轴承轴向刚度和直线导轨副线刚度进行分析,建立了静刚度模型。基于此模型,结合有限元仿真,得出永磁直线同步电动机法向力对机床刀具点的变形。仿真结果与实验结果对比表明,两者吻合很好,验证了静刚度模型的有效性。     

新疆棉花秸秆离散元仿真参数标定研究

由于棉花秸秆在机械化收获和粉碎加工过程中缺乏准确的仿真模型参数,从而造成在机具设计中仿真效果和实际作业存在较大的差异,在一定程度上限制了棉花秸秆收获以及粉碎装置的设计研究。本文以新疆棉花秸秆作为试验材料,开展仿真分析研究,通过物理试验测定棉花秸秆的本征参数后,利用EDEM软件进行试验仿真,对棉花秸秆进行参数标定。采用堆积角试验和弯曲试验方法,测量出棉花秸秆堆积角和最大破坏载荷分别为28.62°和143.21N。应用Hertz-Mindlin no slip模型和Hertz-Mindlin with bonding模型进行棉花秸秆的堆积角仿真试验和弯曲仿真试验,得到棉花秸秆之间碰撞恢复系数、静摩擦因数、滚动摩擦因数和棉花秸秆-钢之间碰撞恢复系数、静摩擦因数、滚动摩擦因数分别为0.5、0.41、0.06、0.5、0.37、0.08,以及棉花秸秆法向接触刚度、切向接触刚度、临界法向应力与临界切向应力分别为4.15×1010N/m、5.60×1010N/m、40MPa、50MPa。将以上结果进行粉碎试验验证,棉花秸秆粉碎后依据长度和宽度不同,分为粉末型物料、破碎型物料、未破碎型物料,仿真试验质量和实际试验质量之间偏差为6.84%、8.29%、7.37%,证明了参数的可行性,可用于棉花秸秆参数标定。     

基于模式搜索的轮胎纵向刚度估计方法

提出了一种含有两个参数的轮胎纵向力模型,并通过该模型利用基于模式搜索的最小二乘法对轮胎的纵向刚度和滚动半径进行了动态估计。仿真证明了该算法的可行性。将该算法应用于车辆的实际试验数据,结果证明轮胎的压力与轮胎纵向刚度近似成反比。