小型农用履带底盘多体动力学建模及验证

多体动力学建模及仿真是研究履带车辆动力学性能的重要手段,其分析结果是否可信取决于所建立的动力学模型是否准确。该文以自主研制的小型农用履带底盘为对象,运用极限理论和瞬态运动分析法建立了履带底盘的运动学方程,运用拉格朗日法建立了履带底盘的动力学方程,在此基础上,结合履带底盘的拓扑结构分析建立了其多体动力学模型,并通过不同路面环境下履带底盘直线行驶的实车试验与仿真结果的对比分析验证了模型的有效性、可信度。结果表明:硬质、松软2种路面环境下履带底盘直线行驶时的平均速度、侧向偏移量、驱动轮转矩和履带张紧力等仿真分析数据与实车试验结果的相对误差分别为5.00%、2.27%,3.86%、6.83%,3.15%、4.66%,0.15%、0.62%,吻合度较好,说明所建立的履带底盘动力学模型准确度较高。该研究可为后期履带底盘动力学性能的深入研究提供参考模型。     

履带浮筒式挖藕机滑橇支承装置设计与试验

针对履带挖藕机行驶阻力大和下陷深的问题,该研究设计了一种滑橇支承装置,该装置安装于底盘两侧,由液压驱动其上下运动调节所在位置,可辅助支撑底盘,从而降低履带接地压力和下陷深度以改善通过性。为明确增加滑橇支承装置后底盘行驶性能的变化,以履带浮筒式挖藕机底盘为对象,建立底盘行驶阻力和牵引力模型,对土壤与滑橇前端破土面间的挤压受力进行理论分析。以前进阻力为指标,建立原尺寸三分之一的滑撬比例模型,利用EDEM软件开展单因素仿真试验,获得滑切角、斜切角、行进速度和下陷深度对前进阻力的影响规律。以滑切角、斜切角、行进速度为影响因素开展Box-Behnken中心组合试验,结果表明,滑切角40°、斜切角70°、行进速度0.1 m/s时前进阻力最小,仿真模拟与台架试验结果分别为66.09和82.28 N。开展采用滑撬支承装置前后的履带浮筒式挖藕机田间行驶性能对比试验,结果显示,采用滑撬支承装置前后行驶马达阻力矩降低6.51%,底盘下陷深度降低7.64%,整机通过性得到提高。研究结果可为水田地面机器系统行走装置设计及其工作机理研究提供参考。     

4LH2型半喂入自走式花生联合收获机的研制

介绍了作者研制的4LH2型半喂入自走式花生联合收获机的整机和主要工作部件的结构设计、技术性能及技术特点.设备主要包括底盘、传动系统和作业组件,整体采用侧向配置式,底盘采用450型半喂入稻麦联合收割机底盘;传动系统采用分路传动,并配有液压无级变速系统;作业组件包括扶禾装置、挖掘装置、夹持输送装置、清土装置、摘果装置、清选系统和集果系统等.试验考核和示范应用表明,该机性能稳定,作业顺畅,主要指标为:果实损失率2.3%,摘果破损率0.45%,果实清洁度99%,设备可靠性系数96.2%,各项检测指标均达到或超过该机的设计技术指标.     

高地隙折腰式水田多功能动力底盘设计与试验

针对目前水田农用底盘通用性差、转弯半径大、离地间隙低、田间行驶及爬坡越埂稳定性差等问题,结合东北地区水稻种植模式和农艺要求,该文设计了一种高地隙折腰式水田多功能动力底盘,阐述分析了底盘整体结构、传动系统与工作原理.在静态弯曲和扭转工况下进行了有限元分析,得到了满载量化状态下车架载荷分布和薄弱部位,有限元分析表明:在满载弯曲工况下,车架所受最大应力发生在平衡装置摇摆轴处为130.70 MPa,最大位移发生在后车架发动机安装梁处为1.56 mm;在满载扭转工况下,车架所受最大应力发生在右后悬架与纵梁连接处为255.44MPa,最大位移发生在车架左纵梁与后横梁连接处为9.44 mm,为后续开展车架薄弱区域的改进与轻量化设计提供重要依据.在此基础上,对动力底盘的转向性能、行驶性能和越埂性能进行了理论分析,并以行驶速度、最小转弯半径、最大爬坡角和最大越埂高度为试验指标,进行了田间性能试验.试验结果表明:多功能动力底盘田间道路行驶速度范围为1～14 km/h,水田行驶速度范围为1～6 km/h,水田行驶最小转弯半径为3 200mm,最大爬坡角为56°,最大越埂高度为533mm,整机工作性能满足田间管理作业要求,提高了水田综合作业的高效性和适用性,实现动力底盘的一机多用.该研究可为水田田间管理作业的有效实施提供综合应用平台和技术支撑.     

部分负载测功法的试验研究

汽车维修使用部门测试功率,常使用底盘测功机或无负载加速测功法。前者造价高、后者存在未知转动惯量及测量精度问题,未能普及。该文提出一种部分负载测功法,较好地解决了加速测功法的固有缺陷,又保持了造价低的优点,便于维修部门使用。     

车辆底盘集中润滑系统智能监控仪的研制

针对国内现有车辆底盘集中润滑系统控制方法及技术存在的不足,提出了基于单片机技术的系统自动加脂及故障检测方法。通过监控仪进行加脂间隔时间和监控时间的设定,通过压力开关检测主油路工作压力,并对油泵的工作时间进行自动调节,实现系统的定时自动加脂与故障报警功能。以PIC单片机为核心设计了控制系统的硬件电路和软件流程。性能检测与应用试验表明,该监控仪工作可靠,性能稳定,可满足车辆底盘集中润滑系统智能监控的需要。     

基于自动机械式变速的拖拉机定速巡航系统

为了将定速巡航系统应用于大型农场拖拉机轻载作业(播种和喷药等),该文以福田雷沃TG1254型拖拉机为平台,研制了一种电-液自动机械式变速装置,设计了一种油门自动调节装置,开发了基于ARM7的单片机控制系统,设计了增量式比例积分微分(PID)控制算法。并在平整水泥路面上以不同车速对设计的定速巡航系统进行试验,试验表明,所开发的定速巡航系统具有较高的可靠性和稳定性,速度控制精度在0.2m/s以内,达到定速巡航要求。该文为实现拖拉机各种车速下的定速巡航提供了硬件支持。     

不同配比乙醇柴油混合燃料的经济性和排放性

为了研究乙醇柴油混合燃料的经济性和排放性,该文在双缸直喷式柴油机和在用的柴油轿车上分别进行了发动机台架试验和整车底盘测功机试验。结果表明,在不调整柴油机条件下,使用乙醇柴油混合燃料能够在一定程度上改善发动机燃油经济性和降低排气烟度和NOX排放,但HC排放增加。适当减小供油提前角有利于改善乙醇柴油混合燃料发动机经济性和排放特性。对于试验车辆,燃用E10有利于降低汽车在中、高速时的等速工况燃料消耗量和常温下冷起动后PM、NOX排放量。该研究结果对于改善乙醇柴油混合燃料的燃油经济性和排放性具有实用价值。     

农用车底盘偏置转向轴驱动轮运动与动力特性试验

为研究农用柔性底盘偏置转向轴驱动轮的运动与动力特性,设计了基于偏置转向结构的实验台。该实验台是一种水平转盘式的电动驱动轮性能测试试验台,且转盘的回转轴与偏置转向轴同轴,通过对电动轮及其车叉的试验分析来获取驱动轮的动力与运动参数。利用MATLAB/SIMULINK建立试验台模型并模拟了试验过程;试制了试验台并应用Visual Basic开发了试验台记录软件。在额定转速下进行了不同加载量的性能试验并与模拟结果进行了比较。试验结果表明:加载不同载荷时,电动轮达到稳定转速平均时间稳定为0.667 s;承载载荷500 N时的转向力为77.24 N,且偏置轴转向力与载荷呈线性关系,验证了实验台的可行性及模型的有效性。该研究可为偏置转向轴驱动轮的转向及参数优化提供参考。     

联合收割机行走半轴载荷测试系统构建与性能试验

为了给联合收割机行走半轴载荷谱的编制提供真实全面的载荷—时间历程,需要准确获取联合收割机行走半轴在典型作业工况下的载荷信号。该文在分析联合收割机工况特点和行走底盘结构特点的基础上,基于无线传感测试技术,通过选用合理的扭矩、转速传感器和数据采集系统,构建了一种联合收割机行走半轴扭矩和转速无线测试系统,并以沃得巨龙280型履带式联合收割机为样机搭载该系统,并进行了载荷测试性能试验,分析了该样机行走半轴在不同路面起步、直行、转弯时的扭矩和转速,确定了载荷测试性能的稳定性和可靠性。试验结果表明,该载荷测试系统方案合理、技术可行,所获数据稳定可靠。     

农用运输车辆售后服务信息管理系统软件的开发

农用运输车辆售后服务信息管理系统是为管理与快速分析农用运输车辆售后三包索赔信息而开发的信息管理与分析软件。该文介绍了系统的开发思路及主要结构，介绍了整车及零件可靠性的数学分析方法     

基于碳平衡法的汽车油耗智能测试技术

针对汽车油耗直接测试法的不足和目前碳平衡法存在的问题,由取样系统、流量传感器和排放分析仪等构建汽车油耗测试系统,采用虚拟仪器技术,进行汽车油耗智能测试技术研究。基于碳平衡法建立与国情相适应的汽车油耗测试计算模型,根据测试系统功能要求,进行油耗测试系统设计。通过实车试验,并与标准油耗仪检测结果对比,进行测试数据处理分析。通过油耗曲线拟合和线性回归,对理论油耗计算数学模型进行修正。建立的油耗测试系统取样方便快捷,能在各种条件下测试汽车油耗,测试精度达到3.5%。能实现汽车油耗的快速、不解体检测。     

车用空气弹簧力学性能仿真及试验研究

车用空气弹簧工作过程中产生几何、材料、接触三重非线性,用传统的经验公式难以准确预测其非线性力学性能.近年来,随着非线性有限元理论和计算机的发展,用有限元法预测车用空气弹簧力学性能成为可能.该文以某一汽车悬架用空气弹簧为研究对象,采用Mooney-Rivlin模型模拟橡胶、Rebar模型模拟帘线、刚体模拟缘板和活塞等方法建立其有限元模型,导入非线性有限元软件ABAQUS进行力学性能数值计算.为了验证计算结果的可靠性,在Instron 8800电液伺服系统台架上进一步测试了该弹簧力学性能,结果分析表明计算值与试验值比较吻合,因此,非线性有限元为车用空气弹簧力学性能预测提供了一种经济实用的方法.     

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。     

基于虚拟仪器的挂车车轴性能测试系统

车轴是直接关系车辆运营安全的重要部件之一,但国内对车轴的检测自动化水平不高。在挂车车轴测试系统原型的基础上,通过Pro/E画图软件实现了测试系统的三维仿真,并进行了系统的构建,系统硬件包括支架、导轨、传感器、AC伺服电机及伺服驱动器;系统软件程序由LabVIEW编写,控制伺服电机的转动来驱动联动装置,通过两压头对模拟车轴进行加载,并通过数据采集卡采集位移和压力作为反馈。经过对位移传感器标定试验,得到定位最大相对误差为5.207%,平均相对误差的绝对值为1.4%;负载应力与电压线性回归方程中R＞0.994,Sig.＜0.05,回归显著。最后进行模拟车轴的疲劳、刚度、强度和应力等性能试验和分析,试验结果基本满足项目要求。     

神经网络在农用运输车可靠性计算中的应用

农用运输车是中国农村现阶段的一种简化的运输车辆，为农村的经济建设和发展发挥了很大的作用，但它使用可靠性低。针对目前农用运输车使用可靠性低的现状，采用截尾跟踪试验方法，对某机型进行了跟踪试验，获得了农用运输车相关的可靠性数据，分析得到其最薄弱环节是发动机总成；应用人工神经网络系统理论，提出基于自适应线性神经网络的可靠性模型参数估计方法，得出了农用运输车相关参数的可靠度函数表达式，为农用运输车设计的可靠性重新分配、制造和管理使用提供理论参考依据。     

基于ARM的农业装备共性参数测控系统

为满足多种信号实时采集与控制,分析了农业装备性能参数的特性,基于ARM嵌入式技术研制了具有共性参数检测能力、可满足农业装备综合性能参数检测需要的数据采集与控制系统。在S3C2410A和外围硬件电路构成的硬件平台上,利用多线程技术,开发了具有友好人机交互界面的应用软件。系统最多可提供34个测控通道,经计量和田间试验验证,模拟通道线性误差为0.38%、计数和计频通道误差为1Hz,其测试精度和可靠性满足农业装备的性能参数测量需要。该系统的研制有效提升了农业装备的性能检测手段,具有较高的实用性。     

车辆控制臂疲劳损伤分析与寿命预测

为提高车辆结构疲劳耐久性、完善车辆结构设计方法,该文对车辆控制臂进行了的疲劳损伤分析与寿命预测研究。通过有限元分析法,建立控制臂有限元分析模型,分析其结构应力,确定疲劳损坏热点。实测获得试验场条件下控制臂的应变载荷,进行频谱分析与低通滤波等数据处理,利用雨流计数法,编制控制臂载荷谱。利用局部应力应变法与Miner准则,考虑结构应力集中修正,完成控制臂的疲劳损伤分析与寿命预估。结果表明,控制臂损伤热点主要分布在与转向节连接的过渡处,控制臂载荷信号频域能量主要集中在15Hz以内,与车体结构的实际频率分布相符,控制臂的疲劳损伤分布与实际路况条件的受力状况相符,得出控制臂试验场预期寿命为3.96万h。研究结果可为车辆疲劳耐久研究提供重要参考。     

基于横向力系数的汽车急转防侧翻车速计算模型与仿真

针对汽车转向行驶时常因车速过快而引发侧翻事故这一问题,通过建立车辆转向行驶的力学模型,分别对刚性车体和考虑悬架作用车体在急转工况下的受力状况进行分析;在分析车辆转向时横向载荷转移、悬架运动等因素对横向力系数影响的基础上,将横向力系数的计算方法进行改进;根据横向力系数与车速间的关系,建立了基于横向力系数的汽车急转工况防侧翻临界安全车速计算模型;选用某型商用车结构参数为例,通过Matlab软件仿真的方法将所建立模型与其他4种弯道安全车速计算模型进行对比分析,该模型所得临界安全车速处于其他4种车速模型所得结果的区间内;同时,采用车辆动力学软件Truck Sim进行不同转弯半径下的车辆转向侧翻仿真对该模型进行验证,模型所得安全车速值比Truck Sim软件仿真所得侧翻临界车速值约小10%。该研究为急转工况下车辆的侧翻评价以及车辆转向行驶的主动安全控制提供了参考。     

基于键合图的电动汽车驱动系统建模与仿真

该文阐述了键合图理论的基本原理,并根据电动汽车纵向运动时传动系统各单元的动态特性及其相互作用的工作原理和结构特点,运用键合图理论构建出电动汽车电机驱动系统的键合图模型,并推导出该系统的状态方程,应用Matlab仿真软件对建立的数学模型进行仿真分析.仿真结果表明:键合图法是一种对系统进行动态数字仿真时有效的建模工具,应用该理论对系统进行仿真能较好地反映系统的动态特性和整车性能,并可以利用仿真结果来检验动力系统的参数选择是否合理,以此作为对参数进行修改的依据.