多片钢板弹簧建模及悬架性能仿真

多片钢板弹簧是重型商用车非独立悬架中力学性能比较复杂的弹性元件,兼起导向和减震的作用.采用动力学分析软件ADAMS中板簧工具箱建立多片钢板弹簧三维模型,得到钢板弹簧刚度曲线,对比理论设计值,验证所建立板簧模型的正确性.在钢板弹簧模型的基础上,建立钢板弹簧悬架仿真试验台模型,进行双轮同向和反向跳动悬架性能仿真试验,得到悬架的刚度性能曲线,为钢板弹簧悬架的优化设计提供参考.     

钢板弹簧疲劳分析

传统的钢板弹簧强度分析中,多是借助简化的力学模型,基于材料力学的小挠度梁的线弹性理论进行计算,计算中的假设条件和计算方法与钢板弹簧实际情况不尽相符,计算结果存在误差。在钢板弹簧的结构应力计算基础上,通过建立钢板弹簧装配及加载状态的精确有限元模型,并考虑片间的非线性接触,在交变载荷作用下,计算得到钢板弹簧接近实际工况的应力循环,然后利用其S N曲线,基于Miner线性累计损伤准则计算其疲劳寿命。通过钢板弹簧的实际疲劳试验,验证了模型计算结果的正确性。     

汽车钢板弹簧多片簧的优化分析

概述了汽车用钢板弹簧的结构和工作原理,在分析钢板弹簧受力及形变特性的基础上,构建了基于UG和ABAQUS的钢板弹簧有限元模型,对钢板弹簧进行极限载荷下的刚度与强度分析.仿真结果表明:所采用的少片簧较好地满足了刚度与强度的要求.经实际车辆道路测试,汽车钢板弹簧采用少片簧完全能够满足汽车的行驶需要,从而验证了少片簧对汽车底盘轻量化的有效性.少片簧减轻了重量,节约了成本,为以后钢板弹簧的轻量化设计提供了依据.     

农用运输车钢板弹簧的维修

钢板弹簧是农用运输车后桥与车架或与车厢之间的弹性连接件。钢板弹簧可缓冲并吸收车辆运行中的冲击振动能量，是重要的减振装置。它技术状态的好坏，直接影响车辆行驶的平稳性。钢板弹簧经长期使用后，会出现弹性减弱或折断等现象，必须及时修复或更换。１．钢板弹性减弱后的修复钢板弹簧弹性减弱，外观上表现为拱度减小。因此，一般只要检查钢板弹簧的拱度（钢板弹簧两端销孔中心线与第１片的距离），即可判断其弹性强弱。钢板弹簧的拱度可通过拉线用直尺测量，也可用新钢板弹簧片进行靠合检查。要求同一轮轴上左右两侧板簧总成片数相等，…     

钢板弹簧有限元辅助设计

钢板弹簧被广泛应用在货车悬架上,传统计算方法应用简化计算公式对模型进行简化,能近似地反映钢板弹簧的工作特性和应力.随着有限元仿真技术的发展,精确计算钢板弹簧的工作特性和应力分布已经不再困难.对刚板弹簧的设计进行了改进,采用传统的计算方法进行初步设计验证,采用有限元方法进行分析和修正,改进钢板弹簧弧形,优化钢板弹簧结构,提升钢板弹簧特性,提高了材料的利用率.采用壳单元对少片变截面板簧进行分析,并解决了分析中出现的自然振荡,使仿真简单可靠.     

基于钢板弹簧刚度特性的某驱动桥壳静力分析

针对目前桥壳分析中采用的简支梁力学模型不能反映钢板弹簧刚度特性对桥壳受力的影响的问题,对基于钢板弹簧约束的某款新开发的驱动桥壳进行了研究。通过驱动桥壳台架试验来验证模拟台架试验的简支梁约束桥壳有限元模型的正确性。在该桥壳有限元模型中装配钢板弹簧来模拟实际工况进行分析,并对引入板簧前后的有限元结果进行比较分析。结果表明,模拟台架试验的有限元分析与台架试验结果误差在10%以内,其有限元模型可信度高;引入板簧前后得到的桥壳应力分布有明显差别;该桥壳的强度和刚度在模拟的实际工况中满足设计要求,为实际工况的桥壳验证提供了参考依据。     

板簧疲劳试验机设计参数分析

汽车钢板弹簧把车架与车轴弹性地联接起来,其主要作用是传递车轮和车架间的力和力矩,同时缓和由不平路面传给车架的冲击载荷,以减弱由冲击载荷引起的承载系统的振动,保证汽车平稳地正常行驶。为此,运用机构运动学的基本原理进行板簧疲劳试验机的特性参数分析,得出了机构结构参数变化对试验机特性的影响,同时得到功率匹配的基本计算方法,并进行了飞轮质量和位置对试验机性能的影响分析。     

基于Matlab的少片簧非线性优化及其用户界面设计

本文结合卡车悬架结构,确定少片变截面钢板弹簧的截面形状,再基于Matlab优化工具箱中的Fmincon非线性优化函数对卡车少片变截面钢板弹簧进行了结构尺寸优化,并要求少片变截面钢板弹簧的刚度达到预期水平。在此引用某卡车钢板弹簧的具体数据为例,对其进行优化计算,得出正确优化结果。最终运用Matlab中的GUIDE(Graphics User Interface Design Environment)模块进行具有良好的人机交互能力的优化软件界面设计。     

拖拉机钢板弹簧疲劳试验检测及参数确定

介绍了拖拉机钢板弹簧疲劳寿命试验检测的主要方法,及疲劳寿命试验中参数的确定方法,提出了参数确定的多种计算方法,对各型号板簧总成基本参数的计算结果进行了对比分析,对参数的确定和试验检测方法进行了补充和完善,用实例对多个样品疲劳试验的主要参数的计算结果进行了比较和分析。     

应用有限元分析方法研究钢板弹簧的位移特性

应用有限元分析方法对一种重型卡车的前钢板弹簧进行分析,研究该钢板弹簧在垂直力增量和制动力作用下的主片中间截面的位移和转角特性.在此基础上,建立了跳动和制动干涉量的分析模型,对转向纵拉杆前、后球铰的位置与上述干涉量的关系进行了探讨.该有限元分析方法适用于各种钢板弹簧的位移特性分析.     

基于初参数法的丝杠径向支撑刚度辨识方法

针对丝杠径向支撑刚度辨识问题,基于初参数解析方法建立丝杠的初参数矩阵方程,使用边界条件和内力平衡条件,求出矩阵方程中的初参数值。利用初参数值,建立丝杠两端支撑处、螺母处和导轨滑块处的刚度辨识模型。测量丝杠振幅、简谐力幅值和频率、左轴承组中间位置点与螺母中间位置点的间距、螺母中间位置点与简谐力作用点的间距、简谐力作用点与右轴承组中间位置点的间距等参数,识别丝杠支撑点径向刚度。实验研究表明:基于初参数解析方法建立的丝杠支撑点径向刚度辨识模型简单,具有可行性。     

基于初参数法的丝杠轴向支撑刚度辨识方法

针对丝杠轴向支撑刚度辨识问题,基于初参数解析方法建立丝杠的初参数矩阵方程,使用边界条件和内力平衡条件,求出矩阵方程中的初参数值.利用初参数值,建立丝杠两端支撑处和螺母处的轴向刚度辨识模型.测量丝杠振幅、简谐力幅值与频率、左轴承组右端面与螺母中间位置点的间距以及螺母中间位置点与右轴承组左端面的间距等参数,识别丝杠支撑点轴向刚度.实验研究表明:基于初参数解析方法建立的丝杠支撑点轴向刚度辨识模型简单,具有可行性.     

基于AMESim的农用车辆悬架自整定PID调节

为了提高农用运输车行驶的平顺性,利用AMESim软件设计了农用车辆前后轮不同悬架弹簧与减振器连接形式、采用或未采用悬架参数自整定PID调节的模型,并根据模型得到了悬架振动位移图。从仿真结果可以看出:采用参数自整定PID调节的农用车辆悬架,无论是乘坐的舒适性,还是对路面的动载,都得到了很好的改善,控制效果显著。     

平行动轴少齿差传动多齿接触问题研究

以有限元弹性接触分析理论为基础，建立了平行动轴少齿差内啮合齿轮多齿接触时的有限元模型，提出了一种对平行动轴少齿差内齿轮副啮合过程中实际接触齿对数、齿间载荷的分配及齿面载荷分布的分析计算方法。以SH－350型平行动轴少齿差双环减速器为例，分析了其在额定载荷工况下的实际接触齿对数、齿间载荷分配及齿面载荷分布规律等，并利用应变测试方法进行了相应的实验，验证了理论分析计算的结论，为平行动轴少齿差内啮合齿轮传动承载能力的估算，齿轮几何参数的确定及零部件的强度分析计算提供了理论依据。     

一种强度补偿反射式光纤位移传感器的研究

介绍了一种强度补偿型光纤位移传感器。该传感系统通过两路接收光纤来实现光强补偿。对其进行理论分析和实验,结果表明:该传感系统可以有效地消除因光源发光功率波动、光纤损耗变化以及环境光干扰等因素对测量结果的影响。     

异步电动机调速系统自适应辨识的CMAC-ADRC算法

针对异步电动机调速系统快速响应时启动超调量大的问题,提出了一种基于自适应参数辨识的小脑模型神经网络复合自抗扰控制(CMAC-ADRC)的控制算法。将CMAC与ADRC各自的优点相结合,利用CMAC神经网络实现前馈控制,通过在线学习来抑制系统的超调量,增强系统的鲁棒性能,提高系统的快速性能,利用ADRC技术实现反馈控制,进一步增强系统的抗干扰能力。利用参考模型自适应参数辨识技术对转动惯量进行辨识,优化自抗扰补偿系数。以变频器结合异步电动机为控制对象,进行仿真,基于自适应参数辨识的CMAC-ADRC控制算法的干扰响应幅度是一阶优化自抗扰控制下干扰响应幅度的44.57%,是小脑模型神经网络复合比例-微分(CMACPD)控制下干扰响应幅度的17.69%,干扰恢复时间是一阶优化自抗扰控制下干扰恢复时间的50%,是CMAC-PD控制下恢复时间的60%。搭建MCU-CPLD-DSP控制平台进行了实验,基于自适应参数辨识的CMAC-ADRC控制算法的超调量是一阶优化自抗扰控制的45.49%,上升时间是一阶优化自抗扰控制的53.33%,干扰响应幅度是一阶优化自抗扰控制干扰响应幅度的71%,干扰恢复时间是一阶优化自抗扰控制干扰恢复时间的76.47%。     

高地隙自走式喷雾机多模式液压转向系统设计与试验

为提高高地隙喷雾机的机动性能和作业效率、减少压苗损伤,设计了基于PID控制算法的多模式液压转向系统。采用AMESim软件建立了机械-液压系统耦合模型,采用序列二次组合优化算法确定PID参数的最佳组合,并对不同负载力和负载质量下的系统控制精度进行仿真。仿真结果表明:当比例系数为19.087、积分时间常数为2.008、微分时间常数为0.032时,系统误差最小;前后液压缸负载力差值或负载质量变大,位移误差随之增大,最大误差为-2.18 mm,PID控制算法和压力补偿系统确保了变载荷下系统的控制精度。研制了多模式液压转向系统,进行了坡地和田间转向试验,田间试验时,前后轮转向液压缸之间平均位移误差为4.07 mm,最大误差为-17.59 mm;在坡度15°的路面上,前、后轮转向液压缸之间的平均位移误差为4.89 mm,最大误差为21.34 mm;在前轮转向和四轮转向模式下,不同外前轮转向角田间转向半径的实测值略均大于理论值,误差率均小于4.0%。试验结果验证了所设计的转向系统具有较高的控制精度和稳定性。     

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。     

基于Abaqus的农用车制动踏板刚强度分析及拓扑优化

为了验证某新型农用车制动踏板的刚度特性与强度特性是否合格,采用Creo软件建立仿真分析模型,基于Abaqus软件对其进行材料设置、添加约束、加载集中力和划分网格,分析踏板在承受横向左右各100 N载荷和法向500、2 000和2 500N载荷时的位移变形和应力分布。分析结果表明,其横向位移之和、承受法向500 N载荷时的位移量、2 000 N载荷产生的永久变形量及2 500 N载荷时的最大应力均满足工况要求。对制动踏板进行了拓扑优化分析,并对结构优化后的模型进行了静力学分析,结果表明,符合工况标准的要求,可以作为该型农用车制动踏板轻量化设计的依据。     

某球型密封中橡胶圈的受力变形研究

为了更合理地提高密封件的安装和压紧的准确性,研究了橡胶变形与载荷之间的关系,建立橡胶与载荷的理论模型,并利用ANSYS建立某球型密封中V型橡胶圈的有限元模型,对接触表面施加不同的载荷,分析橡胶圈在不同面上的变形情况。结果表明,Mooney-Rivlin模型中材料常数C1,C2对变形的影响较小。载荷的变化对胶圈侧表面上的位移变化影响较大,对胶圈上表面的位移变化影响较小,在这种小位移变形下,载荷与位移的关系可以看成线性关系,通过最小二乘法拟合出载荷与位移的关系式,能够更加直观地反应载荷对胶圈在径向方向上的影响,为该密封件的安装和压紧提供理论依据,同时通过仿真分析结果验证了该理论模型的正确性。