轮式车辆动力传动系自激振动研究（Ⅳ）——影响自激振动稳定性的因素…

文章研究了传动轴扭转阻尼，半轴扭转刚度和所转阻尼等结构参数对整车振动系统稳定性的影响，表明增加半轴和传动轴的扭转阻尼能够明显地抑制自激振动的产生；还研究了外界参数对车辆振动系统稳定性的影响规律，表明前轮和后轮的地面附着重量利用系数随滑转率的增大而减小的斜率对稳定性的影响很大，不稳定模态的正实部随这两个斜率的增加而增大，并探讨了抑制自抑的一些方法和结构措施。     

轮式车辆动力传动系自激振动研究(Ⅳ)──影响自激振动稳定性的因素和抑制自振的措施探讨

文章研究了传动轴扭转阻尼、半轴扭转刚度和扭转阻尼等结构参数对整车振动系统稳定性的影响，表明增加半轴和传动轴的扭转阻尼能够明显地抑制自激振动的产生；还研究了外界参数对车辆振动系统稳定性的影响规律，表明前轮和后轮的地面附着重量利用系数随滑转率的增大而减小的斜率对稳定性的影响很大，不稳定模态的正实部随这两个斜率的增加而增大；并探讨了抑制自振的一些方法和结构措施     

轮式车辆动力传动系自激振动研究（Ⅱ）——自激振动系统的能量反馈与控制系统分析

提出了轮式车辆传动系的自激振动中地面附着力输给系统的振动能量和系统消耗的振动能量的计算公式，研究了该自激振动的反馈控制系统，得知在开始产生自激振动时，瞬时滑转率在地面附着力与滑转率关系曲线的负阻尼区中变化，但当自激振动的振幅增大到超过某一值后，瞬时滑转率的变化范围扩展到正阻尼区，从而控制了自激振动的振幅     

轮式车辆动力传动系自激振动研究（Ⅱ）

提出了轮式车辆传动系的自激振动中地面附着力输给系统的振动能量和系统消耗的振动能量的计算公式，研究了该自激振动的反馈控制系统，得知在开始产生自激振动时，瞬时滑转率在地面附着力与滑转率关系曲线的负阻尼区中变化，但当自激振动的振幅增大到超过某一值后，瞬时滑转率的变化范围扩展到正阻尼区，从而控制了自激振动的振幅。     

轮式车辆动力传动系自激振动研究（Ⅰ）——自激振动的机理分析

研究了轮式车辆动力传动系自激振动的机理。建立了动力传动系力学模型，对振动进行了相平面分析，得出地面附着系数随滑转率的增加而减小的特性是造成车辆传动系自激振动主要原因的结论     

轮工车辆动力传动系自激振动研究（Ⅰ）—自激振动的机理分析

研究了轮式车辆动力传动系自激振动的机理。建立了动力传动系力学模型，对振动进行了相平面分析，得出地面附着系数随滑转率的增加而减小的特性是造成车辆传动系自激振动主要原因的结论。     

自激振动深松机减阻试验研究

为了研究在土壤深松过程中深松机产生自激振动的原因及振动减阻机理,作者应用机械振动原理和信号测试技术,借助电测仪器与设备对由1SQ-127型全方位深松机所组成的自激振动式深松机系统进行了耕深、土壤阻力以及拖拉机牵引阻力等随机信号的测试及数据处理分析。系统地研究了“拖拉机－深松机－土壤”系统的动态特性,探讨深松机减阻节能的技术途径与方法。     

车用离心风机转子系统振动特性分析

为分析风机转子系统的振动特性,利用扰动力法建立了水润滑轴承刚度阻尼的非线性模型,完成了轴承-转子系统的动力学建模;基于转子系统的有限元模型,计算了转子系统的临界转速并进行了试验验证;分析了离心风机振动激励源,之后对转子在质量不平衡激励和轴承不对中激励下的振动特性进行了分析。结果表明,在质量不平衡激励下,转子系统振动的峰值频率主要位于整数倍频及半倍频处,其中以旋转基频和半倍频的振动为主;在轴承不对中激励下,转子系统振动的峰值频率主要位于整数倍频处,其中最主要的振动频率为旋转基频,其次为2倍频。该文对风机转子系统振动特性的分析对后续的整车振动与噪声分析,以及整车乘坐舒适性的改进提供了参考。     

轮式车辆传动系自激振动强度及其影响因素分析

建立了车辆传动系的数学模型，并用平均法求解，得出了车辆传动系自激振动振幅的表达式，研究了影响自激振动振幅的因素及其影响规律，并与相平面分析的结果相比较，验证了该振幅表达式的正确性。当滑转率大于临界滑转率时，地面附着系数随滑转率增加而减小的斜率车辆平均滑转率、发动机转速三个因素增大，自激振幅随之增大。     

考虑驱动电机激振的电动车油气悬架系统振动分析

电传动车辆中轮边驱动电机壳体振动直接作用于悬架下端,为评价电机激振力对悬架系统的输出影响,在考虑电机—路面不平度耦合激励影响下构建系统运动微分方程组进行分析。应用气体状态方程和油液孔口出流方程建立了单气室油气悬架非线性数学模型,采用麦克斯韦应力法对异步电机竖直方向激振力进行求解,采用白噪声滤波法模拟时域内随机路面,将耦合激励信号作用于系统模型,将悬架输出力和电机激振力带入系统运动方程组联立求得数值解,改变参数可进行多工况下平顺性仿真,并通过实车试验与耦合振动模型进行了对比。结果表明在常见正弦路面激励下,在考虑电机激振影响下系统输出振幅约增大10%且达到稳定所需时间更长。高频激振力使系统加速度功率谱幅值变大,在激振力自身频率段影响明显,不可忽略。通过分析实测数据与仿真数据,验证了耦合激励模型在实车中的有效性;耦合激励模型对电动车悬架及整车平顺设计有指导意义。     

芒果采收车机械臂运动特性分析及试验

为提高芒果采收车机械化采摘的适应性，该研究采用多体动力学理论方法对其机械臂的运动特性进行分析。首先，结合芒果生长和农艺特征及采摘机械臂几何构型与向量特性，运用D-H法建立了机械臂运动学模型以探索其运动特性，并进行末端执行器运动轨迹规划。轨迹规划结果表明末端执行器运动平稳，满足芒果采摘运动要求。进一步地，利用拉格朗日法构建了机械臂的动力学模型，对其进行了正逆动力学仿真验证，以深入了解机械臂的关节运动特性。动力学分析结果表明，在恒力矩工况下，伸缩装置和摆动装置的运动呈现一定的周期性，摆动装置、旋转装置角加速度和伸缩装置加速度均约在1.25、2.3、4.15 s达到阶段峰值；在仅做摆动周期运动的情况下，旋转装置、摆动装置所受驱动力矩均近似呈周期性变化，峰值分别为72.5与52 N·mm，且在一个运动周期内，均有两个极大值点。对机械臂结构进行仿真模态计算和模态试验，结果表明前六阶固有频率误差在5%以内，验证了芒果采收车机械臂多体动力学仿真建模的准确性。研究结果可为保证有效实现机械臂的采摘效果及提高其可靠性与稳定性提供依据。     

果园巡检机器人长臂抖动抑制方法

针对果园巡检机器人长臂因抖动而严重制约图像采集效率的问题,该研究提出基于臂体上3个部位的仰角构建单一反馈量进行抖动抑制的方法。首先基于臂体外伸段的有限元模态分析结果,通过固有频率和静变形的等效,建立三杆两扭簧等效机构的动力学模型。并基于微分平坦理论将3个倾角传感器读数合成为一个系统输出量,以平坦输出量作为被控量,采用PID控制器进行抑振试验,再利用自抗扰控制(Active Disturbance Rejection Control, ADRC)思想中对广义扰动的处理方法,将被控模型等效为二阶系统形式,并将模型信息代入到扩张状态观测器中进行对比试验。试验结果表明,基于本文构建的方法均能起到快速抑制长臂抖动的作用。在冲击作用致使末端产生10°幅值的抖动情况下,PID控制器实现了7 s内抑制大幅抖动,自抗扰控制器实现了8 s内快速抑制大幅抖动的效果。PID控制器的输出出现3次饱和现象且小幅较高频率抖动不易消除,而自抗扰控制器仅出现一次饱和,具有抖动抑制过程平滑的优点。本文的控制算法简洁适于在单片机等微型计算机系统中应用,系统结构简单成本低,可为现代农业装备研发与应用中解决长臂类结构抖动的主动抑制问题提供理论参考。     

基于非线性特征的黏弹性悬架系统减振特性分析

为分析履带式工程车辆黏弹性悬架系统的非线性阻尼减振特性,根据其结构特点和非线性特征,建立该系统两自由度分段非线性振动模型,并由平均法推导出系统固有频率共振区附近的幅频特性方程。以装有黏弹性悬架的某300kW履式拖拉机为应用对象进行研究,分析系统在固有频率共振区附近的非线性特性和阻尼减振性能。讨论了激励幅值、地面刚度、悬架分段非线性刚度、分段线性阻尼系数、车体质量和幅频特性之间的关系,并提出改善系统减振性能的建议。该文的理论与分析方法,可为黏弹性悬架参数与系统减振性能的一致性优化设计提供参考。     

考虑机电耦合的电动轮系统纵向振动特性建模及验证

为了研究机电耦合对电动轮系统的纵向振动特性的影响,该文首先建立了电动轮纵扭耦合动力学模型,基于该模型分析了考虑机电耦合前后电动轮系统模态特征的变化,并通过轮毂电机驱动电动轮系统的振动特性试验,验证了该动力学解析模型的准确性;其次分析了机电耦合对电动轮系统纵向振动的影响,指出转矩波动引起定转子发生相对运动,导致电机发生偏心,从而产生不平衡磁拉力。不平衡磁拉力的作用导致非簧载部分纵向振动出现不同程度的恶化,当轴承刚度为12.5 MN/m时,在定子纵向平移模态频率下电机的定转子、轮胎纵向振动加速度分别恶化113.35%、105.69%、27.15%,影响其使用寿命和结构安全,而对于簧载部分纵向振动的影响较小。     

履带式车辆黏弹性悬架分数阶模型及其减振效果分析

为了准确掌握黏弹性悬架减振效果及参数影响规律,针对传统整数阶黏弹模型的不足,引入分数阶Kelvin-Voigt模型,建立了考虑结构几何参数的分数阶黏弹性悬架动力学模型,利用Grumwald-Letnikov分数阶导数定义及矩阵函数理论推导出动力学方程数值解。以某型履带拖拉机为例,利用所提模型分析了其黏弹性悬架减振性能,并进行了参数分析,包括黏弹性悬架黏弹件径厚比、分数阶次和激励频率。结果表明,该型悬架具有较好的减振效果,尤其在系统固有频率处效果显著;径厚比与减振效果负相关,分数阶次与减振效果正相关。该研究成果为大功率重载履带黏弹性悬架的开发提供相应的理论基础。