基于履带轮行走机构的车辆行驶效率分析

履带轮行走机构是一种可以实现轮式/履带式相互转换的行走机构,能够较好的满足军用特种车辆高通过高机动的需求。文章首先简述了履带轮行走机构的原理和构成;随后进行了履带轮行走机构驱动效率和行走效率分析,得到了履带轮行驶效率的数学模型,并得出结论:履带轮行走机构的行驶效率高于传统履带车辆,同时履带轮轮式状态时的行驶效率高于履带状态。最后,在Recurdyn中搭建了基于履带轮行走机构的虚拟样机模型,并进行了行驶效率的仿真,验证了数学模型的有效性。     

履带车辆动力学建模与仿真技术概述

履带车辆动力学模型的建立是进行动力学分析、车辆参数设计、车辆结构优化不可或缺的一步。为了能够对履带车辆动力学建模和仿真方法具有明确的了解和认识,对履带车辆的地面力学模型、平稳性模型、转向动力学模型的发展历程和一些典型建模方法进行介绍。并介绍了车辆动力学常用仿真软件的使用方法和一些仿真思路,对履带车辆仿真的几项关键仿真技术进行了分析。     

车辆换挡系统调压阀优化设计与试验

针对车辆换挡充油过程中离合器充油压力曲线的实际值与理想值之间存在偏差的问题,建立了包含供油单元、电磁换向阀、调压阀和离合器的换挡系统仿真模型,采用AMESim对充油过程进行仿真分析。以充油压力为优化目标,应用误差积分准则确定优化函数,通过Pareto图得到调压阀中影响充油压力的关键参数为阀口开度、弹簧预紧力和阻尼孔直径。分别采用二次拉格朗日非线性规划算法(Non-linear programming by quadratic Lagrangian,NLPQL)和遗传算法(Genetic algorithms,GA)对上述参数进行优化。对比优化后的仿真充油曲线与理想充油曲线,可知遗传算法为最优算法,并确定了调压阀的最优结构参数。根据控制变量法设计试验方案,结果表明,采用遗传算法优化后,换挡系统的稳定性在一定程度上得到提高,其充油过程更加符合理想充油过程,换挡品质得到改善。     

油气悬挂系统的结构特点及分类

分析了悬挂系统的作用及构造特点,对不同种类的悬挂形式进行了分析,并指出了气体作为弹性介质的优越性.系统地阐述了各种形式油气悬挂的安装形式及其工作原理,分析了国内已有的技术积累以及与国外先进水平的差距,给出了提升国内在该领域发展的思路,为油气悬挂系统的开发和成熟提供了参考.     

基于BP神经网络的锡青铜连杆衬套磨损量预测

利用连杆衬套—活塞销往复摩擦磨损试验机,获得锡青铜QSn7-0.2连杆衬套在不同工况(载荷、转速、连杆衬套和活塞销间隙)下的磨损量数据。基于BP神经网络技术,建立了运行工况和磨损量之间的非线性函数关系。用连杆衬套—活塞销往复摩擦磨损试验结果训练神经网络模型,得到和试验数据相匹配的BP神经网络模型。最后进行神经网络模型检验,结果表明:BP神经网络模型具有很高的预测精度,可以较好地预测锡青铜连杆衬套的磨损量。     

移动机器人低能耗最优路径规划方法

在移动机器人路径规划中需要考虑距离约束和时间约束,同时,为了使机器人在能量补给不足的情况下更高效地执行更多的任务,降低运动过程中的能耗变得尤为重要。兼顾考虑机器人对降低能耗和路径规划效率两方面的需求,本文提出了一种基于改进AD*(Anytime dynamic A*)算法的移动机器人低能耗最优路径规划方法。首先,通过构建机器人动力学模型及其在运动过程中的能耗模型,实现对路径的能耗计算。结合机器人运动学模型,采用基于采样的模型预测算法(Sample based model predictive optimization,SBMPO)生成优化轨迹簇。然后,改进AD*算法,将距离成本和能耗成本融入搜索节点的评估函数,根据轨迹簇中的节点连接关系和环境地图进行在线规划,以获得能耗最优的路径。最后,通过设计仿真测试场景,将所提出的能耗最优路径规划方法与距离最优规划方法进行规划结果对比,验证了算法的有效性。     

基于Vortex的月球车仿真技术

为实现对月球车各种运动工况的性能仿真评估,基于Pro/E二次开发技术,将三维地形和车体模型直接生成定制的SQlite数据库模型,基于Vortex物理引擎相关函数,建立月球车车体动力学模型,并采用OSG图形引擎可视化对象;在轮壤台架试验基础上,对Vortex内建的轮壤作用模型进行模型的评估及修模,确保模型的正确性;基于MFC多文档框架,实现响应中断、事件回调及仿真数据再现等前后处理功能,构建了三维可视化的仿真分析软件.     

结构刚度对液压伺服系统稳定性影响分析

为探明大惯量伺服系统中结构刚度对稳定性影响,该文以结晶器液压振动伺服系统为例,建立了结晶器液压振动伺服系统数学模型,推导了液压伺服系统稳定的一般条件;考虑了结构刚度的影响,建立了液压缸-负载系统的数学模型,并进行了计算分析。研究结果表明,对于大惯量伺服系统来说,综合谐振频率成为限制整个液压伺服系统的主要因素。因此在这种情况下,提高液压固有频率同时,必须提高结构刚度。当考虑连接刚度的影响时,半闭环系统的稳定性要比全闭环系统好。该研究可为大惯量液压伺服系统的稳定性分析提供参考。     

基于改进AD~*算法的低能耗移动机器人最优路径规划

在移动机器人路径规划中需要考虑距离约束和时间约束,同时,为了使机器人在能量补给不足的情况下更高效地执行更多的任务,降低运动过程中的能耗变得尤为重要。考虑到机器人对降低能耗和路径规划效率两方面的需求,本文提出了一种基于改进AD~*(Anytime Dynamic A~*)算法的低能耗移动机器人最优路径规划方法,该方法可以降低能耗,又兼顾距离约束和时间约束。首先,通过构建机器人动力学模型及其在运动过程中的能耗模型,实现对路径的能耗计算。结合机器人运动学模型,采用基于采样的模型预测算法(Sample based model predictive optimization,SBMPO)生成优化轨迹簇。然后,改进AD~*算法,将距离成本和能耗成本融入搜索节点的评估函数,根据轨迹簇中的节点连接关系和环境地图进行在线规划,以获得能耗最优的路径。最后,通过设计仿真测试场景将所提出的能耗最优路径规划方法与距离最优规划方法进行规划结果对比,验证了算法的有效性。     

仿驯鹿足底形貌胎面单元对轮胎防滑性能影响分析

轮胎胎面单元形貌结构对冬季轮胎防滑性能提升至关重要。为提高轮胎防滑性能,基于驯鹿足部特征,运用工程仿生技术,设计了有棱纹和无棱纹仿生防滑胎面单元。采用冰面附着试验和有限元数值模拟,与同尺寸常规人字形胎面单元比较,对仿生防滑胎面单元的防滑性能进行了分析。在试验低压状态下(压强≤0.02MPa)通过冰面与3种胎面单元的附着试验,结果表明在相同的速度、温度和压力条件下无棱纹仿生胎面单元摩擦系数最高,是人字形胎面单元的1.04～1.26倍。通过有限元数值分析,在低压0.02 MPa作用下,有棱纹仿生胎面单元、无棱纹仿生胎面单元和人字形胎面单元下的冰表面温度相对于初始温度分别升高了0.21、0.66和0.54℃,无棱纹仿生胎面单元温度升高最大,表明在低压条件下,无棱纹仿生胎面单元防滑性能最好。在高压状态(压强=2 MPa),有限元分析发现有棱纹仿生胎面单元、无棱纹仿生胎面单元和人字形胎面单元下的冰表面温度相对于初始温度分别升高了7.76、4.07和3.39℃,有棱纹仿生胎面单元升高温度最大,表明在高压状态下,有棱纹仿生胎面单元防滑性能最好。无棱纹仿生胎面单元和有棱纹仿生胎面单元分别在低压和高压状态下具有优良的防滑特性。该研究可为轮胎胎面单元的冰面防滑设计提供参考。