车架弹性对重型载货汽车行驶平顺性的影响

以某重型载货汽车为研究对象,利用有限元方法及虚拟样机技术建立整车多刚体模型和考虑车架弹性的整车刚弹耦合模型。在B级路面上满载工况下对整车行驶平顺性进行仿真分析,研究车架柔性对驾驶员座椅地板加权振动加速度均方根值、悬架动挠度和车轮动载荷3个平顺性评价指标的影响,同时进行整车操纵稳定性的稳态回转性能仿真分析,讨论车架弹性对整车稳态回转性能的影响,并进行相应的实车试验验证。结果表明,考虑车架弹性后整车平顺性的仿真分析结果比把车架视为刚体更接近试验结果;车架刚性越大,其低阶固有振动频率越高,驾驶员座椅地板加权振动加速度均方根值、悬架动挠度和车轮动载荷越小,整车行驶平顺性变好;同时适当增加车架的刚性,会使整车的稳态回转性能得到改善。设计车架时,适当增加车架刚度、提高车架低阶固有振动频率,可改善重型载货汽车整车行驶平顺性。     

基于ADAMS的某客车平顺性仿真分析与优化

行驶平顺性分析在汽车研发过程中是至关重要的组成部分.对某型客车进行研究,利用ADAMS/Car模块建立客车的前后悬架模型、转向系模型、轮胎模型、动力总成模型、横向稳定杆模型和车架柔性体模型等子系统模型,并在ADAMS/Car中将上述模型组建成整车刚柔耦合模型.对建立的模型进行平顺性仿真,并对该客车进行了平顺性实车道路试验.最后利用ADAMS/Insight中的试验设计对整车刚柔耦合模型的悬架参数进行了优化设计.     

整车刚柔多体全浮式驾驶室悬置隔振仿真

在考虑车架弹性的基础上研究了全浮式驾驶室悬置隔振问题,建立了整车刚柔多体参数化模型,并进行了仿真.分析了不同车架柔性对全浮式驾驶室平顺性的影响.结果表明,车架的固有频率、相应振型对全浮式驾驶室平顺性均有影响,如果车架第1阶固有频率小于10 Hz或者更低,则平顺性变差.     

基于悬架刚柔耦合模型的汽车平顺性

基于多体动力学理论,应用机械系统分析软件ADAMS/Car,建立了计及悬架下摆臂、纵向推力杆和横向稳定杆柔性的刚柔耦合整车模型,其中柔性杆件的模态通过有限元分析获得.对车身、下摆臂垂直加速度功率谱密度以及悬架动行程和轮胎动位移进行了分析.并与多刚体模型的仿真结果进行了比较.研究结果表明:与刚体模型相比,刚柔耦合的作用使车身垂直加速度功率谱密度的幅值降低了21.5%,下摆臂垂直加速度功率谱密度的峰值减小71.3%,轮胎动载荷减小约10%,悬架动行程增大15%～20%;刚柔耦合模型之间的差异随车速提高,悬架构件的柔性在汽车平顺性分析中不可忽视.     

刚柔耦合空间闭链机器人轨迹跟踪与振动抑制研究

针对含多变量高维度空间刚柔耦合闭链机器人的轨迹跟踪和振动抑制问题,提出了一种基于前馈补偿的PD控制方法。首先,采用有限元法对柔性空间构件进行离散,基于浮动坐标系描述柔性构件位移场矢量,并根据Lagrange方程建立考虑刚性末端执行器微小位移的刚柔耦合空间并联机器人动力学模型;然后,利用前馈控制对预先求出的含耦合效应的控制力矩进行补偿,提高刚柔耦合控制系统的响应速度及跟踪性能,同时通过PD控制律保证空间闭链机器人的轨迹精度,并对不同末端载荷作用下的轨迹跟踪精度进行分析;最后,与位置PID算法进行了比较。结果表明:与位置PID算法相比,基于控制算法作用下的刚性末端执行器轨迹精度得到提高,其中,X方向误差降低了89.7%,Y方向误差降低了4.3%,Z方向误差降低了12.9%,柔性空间构件产生的振动得到了有效抑制。     

基于六分力仪提取载荷谱的某乘用车副车架疲劳分析

以某乘用车前副车架为研究对象,在定远试验场用六分力仪提取该乘用车4个轮心的载荷谱,在ADAMS中建立副车架与悬架的刚柔耦合多体动力学模型,将基于六分力仪提取的轮心载荷谱,导入到该多体动力学模型中求取副车架结合部位的载荷谱,在HyperMesh软件中对副车架进行单位载荷下的静力分析,最终在疲劳仿真软件n Code中对其进行疲劳仿真分析。通过台架试验验证上述疲劳仿真分析结果,对副车架进行结构上优化,其疲劳开裂问题得到解决。     

摩托车振动舒适性改进研究

利用NX3.0和MSC.Patran建立了某125摩托车车架挂发动机有限元模型;进行了计算模态分析和实验验证;对车架结构进行了动力优化;最后针对模态分析和优化结果对车架结构进行了改进,改进后的整车平顺性道路试验表明摩托车的振动舒适性得到改善。     

柔性体板簧建模与仿真应用

根据中性面法建立了前后柔性体板簧仿真模型,按照实际板簧刚度对其进行验证后,装入整车建立刚柔耦合的多体分析模型,并加载进行相应的稳态回转仿真。仿真结果显示整车满载具有较好的不足转向特性。     

汽车钢板弹簧柔性体建模与仿真研究

为了建立钢板弹簧的动力学分析模型,研究其在整车动力学分析方面的应用,利用HyperWorks建立板簧的有限元模型,并计算板簧的刚度.刚度模拟值与试验值能较好地吻合,验证了生成的板簧有限元模型和计算方法的正确性.在HyperWorks中通过定义模态综合法卡片CMSMETH和超单元边界自由度卡片的方法,生成板簧的模态中性文件.在ADAMS/CAR中导入板簧模态中性文件,并建立刚柔耦合的整车多体动力学模型.通过对整车模型进行平顺性脉冲输入仿真,并与试验结果对比,分析利用此方法建立的柔性体板簧在动力学方面的应用.由结果可知,建立的板簧能很好地反映动态特性,可用于整车仿真分析.     

基于平顺性的钢板弹簧后悬架优化设计

为评价某观光车的平顺性,利用MATLAB的遗传算法优化工具箱,对后悬架的某两片式等截面钢板弹簧进行优化设计.以多体动力学理论作为基础,应用ADAMS/Car建立包括前悬架系统、后悬架系统、转向系统、轮胎系统和车身系统的整车动力学模型.对观光车整车模型进行脉冲路面的平顺性仿真,得到质心位置的垂直方向上的最大加速度曲线对比.通过分析仿真结果,装用优化后的变截面钢板弹簧的整车平顺性有较大提高.     

基于虚拟样机技术的扭杆悬架汽车平顺性仿真

运用面向整车系统的数字化虚拟样机技术和大型机械系统动力学仿真软件ADAMS建立了包括前后悬架、轮胎、转向系统及整车的多体动力学模型。用Visual Basic编制了路面生成文件，生成不同等级的随机路面。对整车进行了随机输入平顺性仿真分析，把仿真数据输入编制的平顺性仿真程序中，发现结果满足国家规定的汽车平顺性评价标准。     

农用运输车控制臂有限元分析与疲劳预测

在HyperMesh软件中建立某农用运输车控制臂有限元模型,通过Optistruct求解器完成控制臂模态分析设置,提取模态参数,生成控制臂中性模态mnf文件。进一步分析控制臂模态性能,设计控制臂模态试验方案,提取控制臂试验模态参数,验证有限元模型的正确性。基于多体动力学、刚柔耦合理论,在ADAMS/Car模块中,导入控制臂中性模态mnf文件,建立前悬架多体刚柔耦合模型。同时,装配后悬架系统、动力总成系统、转向系统、车身模型、轮胎等系统,建立整车多体刚柔耦合模型。在ADAMS/Car模块中建立B级路面,模拟整车模型在B级路面行驶工况,提取控制臂随机载荷疲劳数据。结合材料的S-N曲线,在Optistruct求解器中设置疲劳分析求解参数,进行疲劳寿命分析并完成控制臂疲劳寿命评价。     

绿篱修剪车臂架系统刚柔耦合动力学分析

以某型臂架式绿篱修剪车为研究对象,结合整车技术参数利用三维建模软件建立实体模型。由于臂架系统主要对绿篱修剪刀具起承载定位作用,其修剪刀具平稳性受臂架系统摆动影响较大。因此考虑用柔性臂架替换刚性臂架进行分析。分别以绿篱修剪车三节臂架及刀具的初始收拢状态和垂直状态为基础,对第1节、第2节、第3节臂架以及绿篱修剪刀具进行两种情况下的5种不同工况进行动力学分析。研究变幅油缸行程与臂架升程对应的曲线关系,分析比较相同工况下多刚体模型和刚柔耦合模型中液压缸的受力。仿真结果表明,该方法可实现对复杂臂架系统的刚柔耦合分析,为臂架变幅油缸的选型及控制策略优化提供依据。     

重型车辆三维随机路面道路友好性仿真

基于谐波叠加法和三角网格法的基本原理,建立了三维随机路面数学模型.将车辆轮胎和钢板弹簧视为柔体,橡胶垫块和限位块简化为具有非线性刚度和阻尼特性的力元,建立了刚柔耦合的重型车辆整车多体动力学模型.在SIMPACK软件中将整车虚拟样机和三维随机路面集成,建立了三维随机路面激励下重型车辆行驶动力学模型.利用动载荷系数、95百分位四次幂和力两种道路友好性评价指标对不同行驶速度的重型车辆整车道路友好性进行分析.结果表明:车辆以60 ～ 90 km/h行驶在B级和C级三维随机路面时,随着车速的提高,中、后两轴车轮的道路友好性下降,前轴车轮的道路友好性并不随车速的增加而下降,在车速超过80 km/h后,道路友好性开始提高;整车随行驶速度的提高,道路友好性下降,B级路面道路友好性下降幅度较小,C级路面道路友好性下降幅度较大.     

基于ANSYS Workbench的货车车架有限元分析

车架作为整个汽车的主要承载部件,其性能直接关系到整车性能的好坏.运用Pro/E软件对货车车架进行了三维实体建模,通过ANSYS Workbench软件建立其有限元模型,分析了货车车架在弯曲、扭转工况下的变形情况和应力分布情况,同时对车架进行强度校核及模态分析.结果表明：车架的强度和变形满足设计要求;其固有频率与路面的耦合而引起共振属于低频共振;车架的薄弱环节位于第二横梁和发动机后悬置梁之间.此外,为进一步结构优化奠定基础.     

刚柔耦合独立悬架对汽车操纵稳定性的影响

针对汽车建模的不精确问题,以汽车的独立悬架作为研究对象,建立其刚性模型和刚柔耦合模型,并在整车环境下通过转向盘角阶跃输入仿真试验来测量横摆角速度、横向加速度和后轮的横向滑移量等参数,分析和对比两种模型对汽车操纵稳定性的影响。结果表明,使用刚柔耦合悬架测得的瞬态值和稳态值较小,汽车的操纵稳定性能更优。     

车辆悬架中高频振动传递分析与橡胶衬套刚度优化

利用ADAMS与NASTRAN软件建立了某微型轿车整车刚柔耦合动力学模型.通过ADAMS/Vibration模块建立虚拟激振台,分析悬架在路面中高频段激励下的振动响应与传递特性.从提高悬架隔振性能的角度出发,分析了底盘/悬架系统中副车架、扭转梁和橡胶衬套对整车振动的影响.采用ADAMS中的DOE技术对悬架系统中几个主要连接衬套的刚度进行灵敏度分析,在ADAMS/Insight中对衬套刚度进行优化,通过改变衬套刚度提高整车振动性能.仿真结果显示,地板处的垂向加速度均方根值在整个研究频率范围内由477.9 mm/s2降至454.2 mm/s2,降低了5％.     

重型自卸车车架动态特性优化研究

自卸车在实际使用过程中常发生整车振动明显的情况,此时表明整车固有频率可能与路面或发动机激励耦合。车架作为整车的承载体,其振动特性直接关系到整车动态特性的优劣,故本文对重型自卸车车架的动态特性做了分析研究。基于车架的动态特性分析,对其进行优化设计和优化前后的车架进行了有限元模态计算与分析,并进行了道路试验测试。对比分析结果表明,优化方案可行且结果基本达到预设要求。     

基于动态K&C试验台的汽车平顺性与操稳性分析

根据GB/T7031-2005《机械振动道路路面谱测量数据报告》中标准,在MATLAB/Simulink建立随机路面作为激励输入,进行七自由度整车模型的仿真分析。并将随机路面模型导入ADAMS中进行悬架动态仿真,分析悬架动态K&C特性对汽车性能的影响。传统基于静态K&C特性分析的系统参数设计不足以满足复杂工况下整车对悬架的性能要求,而动态K&C试验具有更精确的响应结果更能反应悬架的实际使用状态。以MATLAB/Simulink建立的随机路面通过迭代得到试验台的驱动谱,在动态K&C试验台进行试验,验证随机路面模型和整车模型的准确性,分析随机路面激励下的悬架动态K&C特性对汽车平顺性和操纵稳定性的影响,为以后悬架性能的研究提供一些参考。     

液压互联悬架关键参数分析及优化

为了提高液压互联悬架汽车的整车性能,需要合理设计液压互联悬架关键参数。以多体系统动力学为基础,进行了整车7自由度建模、液压互联悬架建模、整车机械-液压耦合建模和四轮相关路面谱建模。通过操稳性实验仿真和平顺性实验仿真,分析了液压互联悬架关键参数对车辆操稳性与平顺性的影响,并利用改进的遗传算法对关键参数进行优化。结果显示,调节阻尼阀损失系数可以提高车辆的平顺性,调节液压缸直径、活塞杆直径、液压缸初始工作压力和蓄能器体积可以提高车辆的操稳性。