基于路面激励的汽车操纵稳定性影响研究

悬架的动态特性对汽车操纵稳定性有着重要影响.基于MATLAB采用滤波白噪声法建立了随机路面激励时域模型,并通过路面高度历程分布特征对路面模型精度进行了验证.借助多体动力学软件ADAMS/Car建立了前麦弗逊悬架动态模型,通过动态台架试验与仿真分析相结合,重点分析了不同车速和路面等级下悬架动态响应,以轮胎动载荷作为悬架垂...     

基于动态仿真的车辆悬架模型搭建

考虑到车辆在实际道路上行驶时不断承受来自路面的高频激励作用,在搭建悬架模型时,传统的线性衬套模型不能充分反应悬架在随机载荷冲击作用下的动态特性。因此,基于柔性多体动力学理论,利用有限元分析软件对衬套模型进行模态分析,生成柔性体衬套模型并搭建样车悬架模型。将试车场采集得到的路面载荷谱作为激励,进行动态仿真及台架试验。分析二者结果可知,该建模方法对于研究悬架动态K&C特性具有一定的参考意义。     

基于应力特征的商用车前桥轻量化研究

以某型商用车前桥为研究对象,提出一种基于应力特征的轻量化研究方法。对前桥进行理论受力分析,从而确定有限元加载方式。建立前桥有限元模型,并对前桥典型工况进行静力学分析。结果表明,应力最大值低于材料屈服强度,因此存在轻量化空间;通过对前桥模态分析,证明了前桥动态特性的合理性。以前桥最大应力为约束进行拓扑优化,优化后模型在满足强度、刚度及模态要求下,减质3.4kg,实现轻量化。     

轮式拖拉机使用试验中的前桥疲劳分析

引用技术文献中的载荷谱资料,应用疲劳分析方法,对拖拉机使用试验中各种作业前桥载荷造成的前桥疲劳损失进行量化分析,揭示运输作业的前桥工作载荷是导致前桥疲劳损伤的主要原因。并指出,如果仅为检验拖拉机支承系统可靠性而进行拖拉机使用试验,可免做田间试验,只需进行标准规定的时数相对较少的运输作业试验。     

运输状态下小麦免耕播种机悬挂机构仿真

采用Monte Carlo法和三角级数法,模拟了田间路面,在ADAMS软件中建立了相应路面模型以及拖拉机、悬挂机构和播种机为一体的机组模型,对运输状态下小麦免耕播种机悬挂机构进行了动态仿真,绘制了悬挂点的受力曲线,得到了运输过程中上悬挂点与下悬挂点之间的载荷关系。     

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。     

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。     

铰接摆杆式大功率拖拉机原地转向仿真与实验

基于欧拉四元数,利用含拉格朗日乘子的增广矩阵法建立铰接式拖拉机12自由度原地转向多体动力学仿真模型.采用12个状态变量的状态方程对转向液压系统进行描述.运用Matlab对液压系统与空间多体动力学的联合仿真进行编程.并与铰接摆杆式拖拉机硬质路面上原地转向的实验结果进行了对比分析,验证了模型.通过实验与仿真研究,获得了拖拉机原地转向的动态特性,为铰接摆杆式拖拉机线控转向技术与自动驾驶技术提供了理论基础.     

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...     

不同旋耕作业载荷下拖拉机动力输出传动系振动特性分析

为研究拖拉机旋耕作业载荷对动力输出传动系振动特性的影响,采用系统动力学建模、台架试验验证、田间试验与仿真分析相结合的方法加以分析。首先,在分析动力输出传动系结构的基础上,建立了描述其载荷传递机理的扭振耦合空间动力学模型,此模型详细考虑了横向和垂向的齿轮啮合传递效应。其次,利用拖拉机PTO加载试验台对模型的仿真结果进行试验验证,验证结果表明：横向和垂向的啮合频率误差最大分别为4.24%和5.12%,满足建模要求。然后,搭建了由无线扭矩传感器、北斗定位系统等组成的作业数据采集系统,分别采集了拖拉机在L1（2.07km/h）、L2（3.10km/h）、L3（5.29km/h）常用挡位下的田间旋耕作业数据,田间试验结果表明：旋耕作业的载荷水平和波动范围均随着作业挡位、行驶速度的升高而增大。最后,利用所建立的动力学模型仿真分析了不同作业挡位PTO负荷对齿轮传递特性的影响,结果表明：拖拉机旋耕作业挡位越高,由PTO载荷波动所引起的传动系振动位移越大,而且主要体现在横向振动。     

拖拉机多段液压机械CVT犁耕作业动态仿真

针对装备多段液压机械式CVT(HMCVT)拖拉机在犁耕作业下的动态特性,运用动力学基本原理建立拖拉机动力学模型,包括发动机、多段液压机械式CVT变速器、中央传动和行走负载机构动力学模型。通过控制发动机油门和转速信号,仿真出拖拉机犁耕时车速、驱动力和加速度的动态响应。仿真结果表明:在调节发动机油门时车速平稳变化,而驱动力和加速度在开始调整时出现剧烈波动,而后平滑过渡直至稳定,并且牵引负载对拖拉机加速度存在明显的影响。仿真结论:装备多段HMCVT拖拉机在犁耕作业时具有良好的动态特性,为制定装备多段HMCVT拖拉机经济性最佳的动态控制策略奠定了基础。     

液压互联消扭悬架系统研究

根据悬架约束最小化原理,提出一种液压互联消扭悬架系统,阐述了该系统的结构与原理,构建了液压互联消扭悬架系统模型及整车动力学模型,分析了各种工况下液压互联消扭悬架动态性能,设计液压互联消扭悬架原理样机,进行台架试验,仿真与试验结果基本一致。结果表明:与传统被动悬架相比,液压互联消扭悬架能有效抑制车身振动,控制了车身姿态,协调了车辆的行驶平顺性与安全性,提高了车辆极端路况的路面通过性能,消除了部分车身扭转载荷,并能实时控制车辆的转向特性。     

不平路面上拖拉机—挂车机组制动过程建模与分析

建立了拖拉机－挂车机组在不平路面上制动过程的动力学模型，提出了符合车辆在不平路面上制动特征的自适应轮胎模型，仿真分析了随机路面上的制动过程，得出当路面不平度增大时，拖拉机－挂车机组的制动距离增长，制动加速度减小等有价值的结论。     

导向臂空气悬架结构有限元仿真与试验验证

通过UG软件建立了悬架结构的三维模型,在此基础上,应用HyperMesh建立了结构的有限元模型;并在ANSYS-Workbench中对其进行了3种极限工况下的静强度校核,验证了结构的强度。通过采用滤波白噪声建立路面时域模型作为动力学仿真的路面输入,在ADAMS软件中,进行动力学分析,得到在该路面输入作用下的载荷时间历程曲线;在N-Code DesignLife软件中,运用线性累计损伤准则对结构进行了疲劳寿命的预测,得到结构在随机载荷下的寿命及损伤分布。此外,通过与企业项目合作,在疲劳试验机下对悬架结构部件做了耐久性台架试验,检验在受到近似随机载荷作用下悬架结构的使用寿命。     

基于ATV的履带拖拉机张紧缓冲装置的仿真研究

用ADAMS的履带车辆工具箱(ATV),建立东方红C1002拖拉机的行走系统的多体系统动力学模型。应用所建立的模型,对张紧缓冲装置的主要参数、静态运动学与力学特性进行研究,还对车辆直线行驶遭遇障碍物、原地转向以及倒车行驶工况进行动态仿真。研究发现张紧缓冲装置中主要参数对张紧力的平均值和极值差都有比较大的影响。履带拖拉机越障时,行走机构将承受很大的冲击载荷,在模拟工况中,冲击载荷峰值达到静态设计载荷1.5~2倍。因此,在履带车辆行走机构强度设计时必须高度重视越障引起的冲击载荷。     

农具对大马力拖拉机PTO壳体强度的影响分析

为解决大马力拖拉机PTO壳体的断裂问题，建立了考虑农具的后承载结构-悬挂系统的运动学及有限元模型。研究了上拉杆选用不同的拖拉机联接点、悬挂-农具系统不同运动姿态下，PTO壳体的受力及农具对其应力的影响。结果表明，对大马力拖拉机来说，农具产生的竖直载荷对拖拉机后承载结构的应力影响较为显著；拖拉机悬挂农具作业，处于提升状态时，后承载结构处于十分恶劣的工况，存在局部断裂的风险。建立的有限元模型能够真实地反映出PTO壳体的故障情况，为故障的解决及结构的优化设计提供重要的参考。     

特殊路况如何安全驾驶拖拉机

拖拉机作业环境恶劣,经常会遇到泥泞道面、涉水路面、冰雪路面,行驶于桥梁、山地,如何保证特殊路况下的驾驶安全性,是每位机手都关心的问题。本文重点阐述了特殊路况下安全驾驶拖拉机的操作技术。     

ADAMS在大马力拖拉机整机建模中的应用

介绍了虚拟样机技术应用于拖拉机上的国内外研究现状：拖拉机整机虚拟样机国外已做研究,在国内的研究尚属空白。应用虚拟样机技术可缩短试验物理样机的制造周期,节约制造物理样机的成本,研究意义重大。为此,应用ADAMS软件,以建立拖拉机前桥系统的虚拟样机为例,建立了子系统的虚拟样机模型。根据运动学和动力学分析,表明该子系统模型验证成功,为整机研究提供了科学依据。     

拖拉机驾驶室悬置系统振动特性分析

建立了拖拉机驾驶室悬置系统的动力学模型，通过模态分析得到驾驶室悬置系统模态频率和模态振型，发动机怠速激励频率与悬置系统最高模态频率比值达到2.3,满足隔离发动机振动的要求。完成了拖拉机在原地怠速、田间耕作、土路转场三个典型工况下驾驶室悬置系统振动测试。通过计算隔振率发现，悬置系统对发动机激励衰减效果较好，对路面不平引起的低频振动衰减效果较差。本文通过模态分析和典型工况下的隔振率分析，为驾驶室悬置系统的分析和优化提供了方向。     

园艺拖拉机前桥倍速机构设计及仿真研究

转弯半径的大小影响四驱园艺拖拉机的转弯性能,是园艺拖拉机的一个重要参数。设计一种新型的拖拉机前桥倍速机构,采用电液结合控制实现拖拉机转向倍速,能够在相同转角下使转弯半径为3 455 mm的园艺拖拉机的转弯半径减小至3 215 mm。根据园艺拖拉机的整体参数,设计倍速齿轮传动比为0.598、确定摩擦片参数大小。进行齿轮模型的建立,使用有限元前处理软件HyperMesh对齿轮进行网格划分,并通过Workbench进行传动齿轮的静力学分析。得出在载荷作用之下齿面接触应力分布情况,最大接触应力为432.71 MPa。采用有限元分析的结果与传统接触应力计算结果以及实际检测相比较,从而验证倍速机构齿轮的安全可靠性。并对倍速前桥进行试验,得出实际最小转弯半径为3 157 mm。该倍速机构结构安全可靠,能够实现减小转弯半径,使园艺拖拉机转向灵活。