矿用电动轮自卸车主轴振动加速度分布特征分析

为获得重型矿用电动轮自卸车在复杂不平顺路面上作业其主轴振动加速度分布特征,在主轴前端布置加速度传感器,测试出矿用车在空载和满载工况下,横向、纵向和垂向的振动加速度和加速度功率谱,基于分析结果,分析了功率谱在纵向出现"偏移"特征;重型矿用车在路面不平顺的随机振动激励;重型矿用车自身缺陷引起的振动。对进一步优化重型矿用车主轴结构设计提供了重要的参考价值,提高重型矿用车的行驶平顺性和可靠性以及整车的使用寿命。     

拖拉机振动对驾驶员舒适性影响的试验研究

为研究拖拉机振动对驾驶员舒适性的影响,试验测试了某型号拖拉机在标准较粗糙路面上以不同速度行驶时驾驶员处的振动特性,使用功率谱密度（PSD）曲线及“疲劳一降低工效界限”曲线对该振动进行了评价,结果显示水平方向及垂直方向的谱峰值频率在低频范围内集中在10}Iz以下,对驾驶员舒适性的影响明显,工作约1h后驾驶员工效降低。     

基于ADAMS的矿用自卸车悬架系统参数化研究

在ADAMS/View中建立了矿用自卸车半车7自由度悬架模型,分析了驾驶室悬置刚度、阻尼及前悬减振器阻尼系数对时域内驾驶室垂直振动加速度的影响,对悬架系统进行了优化计算,确定三个参数,并通过MATLAB编程求出驾驶室垂直振动加速度加权均方根值。优化前后驾驶室垂向振动加速度最大值分别为2.37 m/s2和2.01 m/s2,驾驶室垂直振动加速度加权均方根值分别为1.768 m/s2和1.364 m/s2,优化值分别降低了15.19%和22.85%。结果表明,悬架系统参数优化很好地解决了各参数对系统的影响,有效提高了车辆行驶平顺性。     

喷雾机平顺性随机输入行驶试验与分析

在复杂地形地貌的农林环境下作业,势必会引起大型喷杆喷雾机机身的晃动,造成承载药液对药箱的撞击和喷杆的振动。为此,以MAZZOTTI MAF5240型喷雾机为试验机型,测定喷雾机在不同工况行驶时车身振动的随机信号,通过数据采集和分析,使用振动测试系统测试和评价喷雾机振动对乘员及货物的影响,评价喷雾机的平顺性;测试系统的安装标定、采集和处理喷雾机在不同工况时座椅和地板传递给人体的振动频率和振动加速度幅值,分析计算车身振动的固有频率和加权加速度均方根值,对试验车辆的行驶平顺性做出客观评价。     

车架弹性对重型载货汽车行驶平顺性的影响

以某重型载货汽车为研究对象,利用有限元方法及虚拟样机技术建立整车多刚体模型和考虑车架弹性的整车刚弹耦合模型。在B级路面上满载工况下对整车行驶平顺性进行仿真分析,研究车架柔性对驾驶员座椅地板加权振动加速度均方根值、悬架动挠度和车轮动载荷3个平顺性评价指标的影响,同时进行整车操纵稳定性的稳态回转性能仿真分析,讨论车架弹性对整车稳态回转性能的影响,并进行相应的实车试验验证。结果表明,考虑车架弹性后整车平顺性的仿真分析结果比把车架视为刚体更接近试验结果;车架刚性越大,其低阶固有振动频率越高,驾驶员座椅地板加权振动加速度均方根值、悬架动挠度和车轮动载荷越小,整车行驶平顺性变好;同时适当增加车架的刚性,会使整车的稳态回转性能得到改善。设计车架时,适当增加车架刚度、提高车架低阶固有振动频率,可改善重型载货汽车整车行驶平顺性。     

不同驱动方式对拖拉机振动特性的影响

为探究不同驱动方式对拖拉机振动特性的影响,开展了不同驱动方式、作业条件和前进速度组合下的拖拉机振动田间试验。驱动方式分为前轮参与驱动的四轮驱动和前轮不参与驱动的两轮驱动,作业条件包括拖拉机附带马铃薯挖掘机行走和收获作业,前进速度选取适合马铃薯挖掘机收获作业的3种车速。试验在未收获的马铃薯农田中开展,利用3个单轴向加速度传感器分别测试拖拉机前桥、座椅安装处和后桥的垂直振动加速度,计算并分析拖拉机各测试部位振动加速度均方根值RMS及其频域分布,对比不同驱动方式下拖拉机振动特性的差异。试验结果表明:不同驱动方式对拖拉机振动特性影响明显;相比两轮驱动,拖拉机在四驱时各部位振动水平随车速升高而上升的幅度有所减小,车速越高、牵引负荷越大时,四驱方式对拖拉机附带农机具作业时振动水平的降低作用越显著;但驱动方式对拖拉机在各种作业条件下其前桥、座椅安装处和后桥振动信号的类型和振动能量的频率分布影响不明显。     

基于联合仿真的半主动悬架车辆行驶平顺性研究

为研究半主动悬架车辆行驶平顺性,利用SIMPACK软件建立了整车多体动力学模型,并在半主动悬架七自由度整车行驶动力学模型的基础上,应用Matlab/Simulink软件设计神经网络模型参考自适应控制算法,建立了一个半主动悬架控制策略研究的集成环境,利用该集成环境对磁流变阻尼器的半主动悬架车辆行驶平顺性进行联合仿真.仿真结果表明,与被动悬架相比,当汽车以60 km/h和120 km/h在C级路面上行驶时,车身垂向、俯仰、侧倾加速度均方根值分别下降了32.33%、28.09%、35.93%和41.56%、18.52%、22.97%.基于神经网络模型参考自适应控制的磁流变半主动悬架可以有效衰减车身的振动,改善车辆的行驶平顺性.     

半主动悬架山地拖拉机姿态控制系统设计与仿真

为提高山地拖拉机在复杂农田环境中的作业平稳性,基于Matlab/Simulink仿真平台,搭建了半主动悬架拖拉机七自由度时域仿真模型,包括四轮路面激励模型、半主动悬架振动模型、半主动悬架拖拉机车体受力分析模型、车身姿态分析模型以及半主动悬架拖拉机时域仿真模型,以车身垂向位移、车身倾斜角和车身俯仰角作为拖拉机的姿态变化参数进行仿真试验。通过构建增量式比例积分微分（Proportion integration differentiation, PID）控制器和反向传播（Back propagation, BP）神经网络PID控制器仿真模型实现对半主动悬架拖拉机车身姿态的自动控制,并分别对两种控制器的控制性能进行测试与评价。利用车身垂直向加速度和车轮相对动载作为半主动悬架系统性能的评价指标,对两种控制方式下的半主动悬架性能进行了评价。仿真结果表明：基于传统增量式PID控制算法的半主动悬架拖拉机,其车身垂直位移均方根减少42.17%、侧倾角均方根减少36.76%、俯仰角均方根减少57.85%,其车身垂向加速度为0.0177m/s2,4个车轮的动载荷均方根分别为0.0284、0.0346、0.0239、0.0304N。基于BP神经网络PID控制算法的半主动悬架拖拉机,其车身垂直位移均方根减少74.54%、侧倾角均方根减少74.66%、俯仰角均方根减少75.03%,其车身垂向加速度为7.5758×10-5m/s2,4个车轮的动载荷均方根值分别为0.0197、0.0235、0.0166、0.0198N。相比增量式PID控制的半主动悬架拖拉机,基于BP神经网络PID控制的半主动悬架拖拉机,其车体平稳性得到了较好的提高。     

大功率拖拉机驾驶室振动仿真与试验验证

针对路面不平度引起的拖拉机振动及驾驶员驾驶疲劳等问题，以大功率拖拉机为研究对象，基于车辆动力学理论建立六自由度人-椅-路面拖拉机振动模型，仿真拖拉机动态工况下人椅系统的振动传递过程。为验证模型的准确性，在田间及沥青道路上进行实车试验，测量动态工况下拖拉机座椅及人体头部、腰部、腿部的振动加速度，并与模型仿真结果进行对比；通过加速度响应的时域和频域分析，把加权加速度均方根值作为评价指标，对驾驶员的振动舒适性进行评价分析。结果表明：建立的人椅系统模型与振动试验的结果有很高的一致性，模型具有良好的预测效果，且驾驶员测量部位因振动产生的不舒适感由低到高为头部、腿部、腰部，为拖拉机减振及座椅设计提供了参考。     

车辆随机动载作用下路面动态响应研究

为研究车辆随机动载对半刚性沥青路面性能的影响,利用SIMPACK软件建立了重型载货汽车整车行驶动力学模型,提取了各轴车轮轮胎法向作用力。在此基础上建立了半刚性沥青路面三维有限元分析模型,分析了车辆随机动载作用下路面的动态响应。结果表明,随机动载作用下路面应力变化与车辆轴数有关,当三轴车辆车轮依次通过路面某一确定位置时,路面各层应力出现3次突变,最大应力出现在中、后轴车轮通过时;在车辆行驶区域,路面各点的最大拉、压应力均随车辆行驶距离和轮胎法向作用力不同而随机变化,轮迹中心线路面各点的垂直应力、水平应力、横向应力和水平剪应力变化频率与中、后轴轮胎法向作用力的变化频率相似,横向剪应力的变化频率与前轮的轮胎法向作用力变化频率相似,而轮迹边缘路面各点横向剪应力变化频率与中、后轮的轮胎法向作用力变化频率相似。     

水稻秸秆双轴深埋还田机设计与试验

针对北方寒地稻田在秸秆还田作业时,传统单轴机具难以适应覆有大量秸秆的湿黏土壤条件,作业质量难以满足实际作业需求的问题,设计了一种前轴正旋、后轴反旋的新型水稻秸秆双轴深埋还田机。结合实际农艺要求及土壤运动过程确定前后刀轴中心水平距离650 mm、竖直距离100 mm,并对整机进行配置。运用EDEM仿真软件模拟还田机工作过程,以前进速度、前轴转速、后轴转速为试验因素,以秸秆还田率和机具功耗为评价指标进行正交试验,建立秸秆还田率及机具功耗回归方程。利用Design-Expert分析软件得到最优参数组合,根据仿真优化结果及实际加工需求确定最优工作参数为：前进速度1.5 km/h、前轴转速274.2 r/min、后轴转速219.4 r/min,为后续田间试验提供理论支撑。田间试验结果表明,在留茬高度为15～20 cm、地表秸秆覆盖量为468～578 g/m²、拖拉机前进作业速度为低速1挡(1.5 km/h)时,水稻秸秆双轴深埋还田机还田率为88.7%～91.2%、地面平整度为1.8～2.4 cm、碎土率为97.7%～98.8%、耕深为16.6～19.5 cm,各项指标均满足...     

基于约翰迪尔1204型拖拉机减振座椅的参数选择

为探究拖拉机减振座椅的设计,测试了约翰迪尔1204型拖拉机分别在油菜茬地、莜麦茬地附带播种机械行进和播种作业,以及田间草地、田间土路和翻耕地行进时机体的振动情况,得到在各种作业条件下拖拉机座椅下方机体的垂直振动峰值频率主要集中在2.6~4.1Hz范围内的结论。在此基础上,设计了一种结构简单的减振座椅模型,通过MatLab软件对该座椅的力学模型进行仿真,选择适合该型拖拉机减振要求的减振座椅参数—弹簧刚度和减振器阻尼,结果表明:该座椅模型可以有效隔绝机体传递到座椅的振动,且能够满足不同体重驾驶员的减振适应性。     

基于分层控制的大功率拖拉机前桥悬架减振系统研究

大功率轮式拖拉机质量大、车身重心高,在高速运输作业时受路面不平度影响,易产生剧烈的颠簸振动,直接影响拖拉机操纵稳定性和行驶平顺性,甚至危及行驶安全。基于此,综合考虑大功率轮式拖拉机车身振动加速度与悬架动挠度的变化及悬架系统充放油过程中的非线性控制等问题,提出了适用于大功率轮式拖拉机前桥悬架减振系统的设计与控制方案。首先,设计了前桥悬架减振系统,建立了带前桥悬架的1/4拖拉机振动模型;其次,在充分考虑前桥悬架控制系统特点的基础上,建立了基于参考天棚-地棚模型的分层控制算法,构建了Matlab/Simulink仿真模型,并与常规PID算法对比分析,结果表明分层算法的控制性能优于常规PID控制;最后,搭建了前桥悬架系统硬件在环仿真平台和室内试验平台,开展了悬架减振控制策略和控制效果的试验验证。试验结果表明,基于参考天棚-地棚模型的分层控制算法能快速调整控制参数,所设计悬架系统的车身振动加速度均方根降低至2.36 m/s²左右,较被动悬架下降55.8%,同时悬架动挠度的均方根被限定在较小范围内,明显优于被动悬架系统,满足大功率轮式拖拉机前桥悬架的减振需求,且试验结果与仿真...     

基于傅里叶变换和小波分析的拖拉机振动研究

以John Deer1240型拖拉机为研究对象,用快速傅里叶变换分析方法,分析了座椅的固有频率。基于小波分析的方法,对轮式拖拉机整车振动信号进行了处理分析。对采集到的拖拉机前桥、座椅、车体、后桥等处的振动信号进行了多级小波分解,从1级、2级小波分解的细节信号中,检测出了振动信号的奇异性,从5级小波分解的逼近信号,得到了路面激励信号。同时,分析了地面激励信号经拖拉机的传递方向和衰减程度。研究为拖拉机减振研究和异常信号检测提供了借鉴。     

农用运输车联体后桥试验模态分析

以试验模态分析技术为手段,研究了新开发的某农用运输车联体后桥的振动模态特征,得到其固有频率、阻尼、模态振型等模态参数。试验模态分析结果表明：联体后桥垂直振动的前三阶固有频率较低,易于引起联体后桥产生俯仰振动;另外,变速器箱体左右侧面的刚度较差,导致变速器产生明显的局部振动。     

基于多体模型的重型车辆对路面动载特性

利用SIMPACK软件分别建立重型车辆前悬架、后平衡悬架、转向系统和轮胎模型等,在此基础上建立重型载货汽车整车多体动力学模型,并采用谐波叠加法构建随机路面,建立了一个可考虑路面不平度的重型车辆对路面动载特性研究平台,利用该平台探讨了重型车辆轮胎三向动载荷与路面不平度、行驶速度的关系.仿真结果表明:前轴轮胎纵向动载荷小于中、后轴轮胎纵向动载荷,前轴轮胎侧向和法向动载荷大于中、后轴轮胎侧向和法向动载荷,中、后两轴轮胎动载荷相差很小;路面在A～D级、行驶速度为60～90 km/h时,前轴车轮法向动载系数大于中、后轴车轮法向动载系数,前轴轮胎法向作用力小于中、后轴轮胎法向作用力.     

大功率拖拉机悬浮式前桥悬架插装式比例阀建模与设计

悬浮式前桥作为大功率轮式拖拉机的关键零部件，对衰减因路面扰动激励而产生的振动有着重要作用，而插装式比例阀为悬浮式前桥系统的振动控制过程提供了重要保障。本文设计了用于前桥悬架系统的插装式比例阀液压系统回路，并对工作机理进行了分析，建立了非线性数学模型，明确了设计部件与悬架性能之间的内在关联，通过部件参数的设计优化，可实现多种模式的前桥悬架阻尼调节。为降低设计参数的不确定性及设计方案的重复性，采用田口设计方法，选择蓄能器状态、节流阀孔径等因素作为设计因子，以阶跃和正弦激励作为噪声因子，设计了6因子混合水平的田口实验方案，并对设计方案进行信噪比和均值的方差分析。结合AMEsim仿真模型对设计方案进行验证分析，得到基于悬架输出力、簧载质量振动加速度评价指标的最优配置设计，并对其设计方案进行动态特性分析。结果表明：当负载阶跃变化时，约2s内，液压油缸两腔压力可调整至平衡位置；当路面阶跃激励时，插装式比例阀可快速响应，调整时间小于0.5s，系统可达到稳定状态，满足大功率轮式拖拉机前桥悬架运输作业工况下的减振需求。     

六自由度拖拉机-人椅系统振动特性仿真研究

为了预测动态环境人-车-路系统中驾驶员的振动响应特性及驾驶舒适性,基于振动理论建立了六自由度拖拉机-人椅系统整车动力学模型,由Simulink搭建起仿真模型,通过输入一国产中型拖拉机的主要技术参数运行仿真程序,对仿真结果进行了时域及频域分析,并依据该拖拉机的实车试验结果验证了仿真结果的可靠性。仿真结果表明:随着路面等级的降低,拖拉机的人椅系统所受振动加速度响应幅值明显增大;人椅系统所受各向振动由大到小依次为垂直方向、侧倾方向和俯仰方向;该拖拉机人椅系统的固有振动频率为3Hz左右,其座椅舒适性有待改善。     

利用单轮重复通过分析水田四轮驱动拖拉机的牵引性能

针对水田土壤的特点 ,采用单轮重复通过的方法 ,模拟水田四轮驱动拖拉机的工作过程 ,探索前轮通过后土壤状况的变化对后驱动轮牵引性能的影响规律 ,进而分析水田四轮驱动拖拉机的牵引性能。