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.     

农用轮式车辆车轮动载荷的计算与试验研究

利用在车轮圆周方向添加作用元件,在弹性缓冲系统中应用确定的垂直载荷,得到单个车轮在不均匀路面作用下的两种数学模型,即车轮与路面点接触模型和车轮与路面分布接触模型.利用这两种数学模型,研究了前后轮驱动车辆在高度1.81m的直线丘陵路面上行驶时车轮动载荷的计算结果,得出了必须应用分布接触模型才能使计算结果和试验结果很好吻合的结论.     

基于多体模型的重型车辆对路面动载特性

利用SIMPACK软件分别建立重型车辆前悬架、后平衡悬架、转向系统和轮胎模型等,在此基础上建立重型载货汽车整车多体动力学模型,并采用谐波叠加法构建随机路面,建立了一个可考虑路面不平度的重型车辆对路面动载特性研究平台,利用该平台探讨了重型车辆轮胎三向动载荷与路面不平度、行驶速度的关系.仿真结果表明:前轴轮胎纵向动载荷小于中、后轴轮胎纵向动载荷,前轴轮胎侧向和法向动载荷大于中、后轴轮胎侧向和法向动载荷,中、后两轴轮胎动载荷相差很小;路面在A～D级、行驶速度为60～90 km/h时,前轴车轮法向动载系数大于中、后轴车轮法向动载系数,前轴轮胎法向作用力小于中、后轴轮胎法向作用力.     

差速转向履带车辆的载荷比试验

研究了一种用于液压机械双流传动履带车辆的差速式转向机构,提出了差速转向履带车辆载荷比的计算公式和试验方案,并进行了样机试验.通过试验可知,该转向机构能够实现履带车辆任意半径的转向,在小半径转向时,不需制动功率损失即能够实现两侧履带的正、反转转向;载荷比随转向控制输入转速和转向半径变化平稳,在大半径转向时,转向半径从2.38m减小到0.6m,载荷比从1.63增加到2.64;在小半径转向时,转向半径从0.36m减小到0.25 m时,载荷比从3.09增加到4.78,而转向半径为0.25 m时,已经接近原地转向,差速转向履带车辆转向时的最大载荷比接近于4.78.     

基于随机不平路面非线性车辆动载荷仿真分析

为研究非线性车辆系统的动载特性,建立了基于空气悬架和轮胎刚度非线性的车辆动力学模型,并在Simulink/MATLAB中进行仿真,分析了路面不平度、车辆行驶速度、轮胎充气压力等因素对非线性车辆动载荷的影响。结果表明:路面不平度对车辆动载荷的影响较大,车辆行驶速度和轮胎充气压力的影响相对最小,且三者的增加,都会使车轮的动载系数增大。该研究为车路系统分析、路面损伤研究以及不同道路上车速的指导等提供了参考依据。     

车辆载重检测方法及载荷计量模型研究

通过对现有车辆超载检测方案分析比较,提出了一种基于车辆弹簧钢板形变的超载控制方案;建立了车辆弹簧钢板形变与载荷关系的载荷计量数学模型,利用参数估计算法,实现了对车辆载荷的计量。最后通过matlab对模型和参数估计算法仿真,结果表明系统模型辨识结果能客观反应车辆载荷。     

车辆随机动载作用下路面动态响应研究

为研究车辆随机动载对半刚性沥青路面性能的影响,利用SIMPACK软件建立了重型载货汽车整车行驶动力学模型,提取了各轴车轮轮胎法向作用力。在此基础上建立了半刚性沥青路面三维有限元分析模型,分析了车辆随机动载作用下路面的动态响应。结果表明,随机动载作用下路面应力变化与车辆轴数有关,当三轴车辆车轮依次通过路面某一确定位置时,路面各层应力出现3次突变,最大应力出现在中、后轴车轮通过时;在车辆行驶区域,路面各点的最大拉、压应力均随车辆行驶距离和轮胎法向作用力不同而随机变化,轮迹中心线路面各点的垂直应力、水平应力、横向应力和水平剪应力变化频率与中、后轴轮胎法向作用力的变化频率相似,横向剪应力的变化频率与前轮的轮胎法向作用力变化频率相似,而轮迹边缘路面各点横向剪应力变化频率与中、后轮的轮胎法向作用力变化频率相似。     

车轮动载荷计算的虚拟激励法

建立了垂向车辆动力学模型和道路虚拟输入模型。在虚拟激励法的基础上,提出了车辆系统在随机激励下的响应的一个简便实用解法。并以简化车辆模型为例,考察了车轮动载荷计算问题,验证了该方法的有效性。     

车辆超载运输对其使用寿命和可靠性的影响

车辆运输超载，不仅造成公路的早期损坏，也降低了车辆寿命和可靠性。应用可靠性理论进行数据处理，对超载运输车辆主要总成部件的使用寿命和可靠性进行了定量分析和系统研究。结果表明，车辆在超载运输的情况下，其传动系、行驶系的主要零部件的平均使用寿命降低了50％～70％，发动机大修间隔里程缩短了25.3％。     

车辆超载对使用寿命和可靠性的影响

一、超载车辆及数据处理方法汽车超载运输,由于负荷增加,承受的应力超过许用值,会造成零件早期磨损和损坏,将导致车辆使用寿命和可靠性下降。但超载对车辆使用寿命的影响有多大?哪些零件易早期损坏?其寿命会降低多少?使用可靠性下降有什么规律性?为解决上述问题,我们进行了大量深入细致的调查研究,在此基础上应用可靠性理论进行了研究和分析。调查的主要对象是:CA10 91、CA10 9和EQ10 90中型载货汽车。上述车型的额定载重量是主车5t、挂车4t。由于超载情况不一,我们选用装载量在15～30t的汽车作为分析对象。在调研的基础上将数据按可靠性…     

路面对车辆动载响应研究

针对结构为沥青混合料面层、粒料基层和土基层的3层柔性路面体系，建立了路面在车辆动载作用下的有限元分析模型，并应用ANSYS有限元分析软件对层状路面在动载作用下路面的动态响应进行了三维有限元分析。结果表明，路面的疲劳破坏是动载引起的水平应力、横向应力和垂直应力共同作用的结果，水平应力的交变变化是使路面产生疲劳破坏的主要因素。最大水平拉应力和最大横向拉应力在沥青层底部与粒料基层的结合处产生，最大水平拉应变与最大横向拉应变在粒料基层底部与土基的结合处产生。     

基于时域模型的车轮随机动载特性仿真分析

作为随机过程的车辆道路不平度,通用的模拟方法是频域模型,但在对人-车-路系统进行非线性动力学分析研究时,必须获得关于道路的时域模型。本文描述了两种基于路面功率谱模型的道路时域模型重构方法,利用该方法对C级公路路面进行数值模拟,同时建立了汽车的两自由度模型,应用SIMULINK软件仿真分析了车轮的随机动载特性,结果表明分形模型与路面的实际情况接近。     

拖拉机传动系统的非平稳随机动载荷研究

拖拉机传动系统在过渡工况下的载荷是非平稳的随机载荷,它是造成某些传动元件过应力破坏的原因之一。本文用非平稳随机过程的分析方法,讨论了非平稳随机动载荷的时变均值模型,据此,对实测到的样本进行了平稳化预处理,并在试验的基础上,利用计算机完成了神牛-25拖拉机在过渡工况下传动系动载荷分布的数值分析。     

LIN总线的动态调度算法设计与应用

提出了一种用于设计LIN网络消息时序的动态调度算法.针对LIN网络主从式的通信模式,提出了逆向负载率和正向负载率,用于分析系统的可调度性,然后基于基本时间片和系统矩阵,将正向消息作为事件型消息,将逆向消息作为周期型消息进行动态调度.该算法使得在逆向负载率较小的情况下,正向转发消息的时效性大大提高;网关设计更加灵活,能适应不同的正向消息到达率,在使用CAN/LIN混合网络传输时,网关将具有更加良好的实时性和通用性.对该方法进行了验证,并利用该方法设计了4个LIN网络.     

龙滩水电站推移质输沙率试验研究

对龙滩库区的泥沙运动进行了模型试验研究，利用随机理论推求了非均匀沙推移质级配分布函数关系式. 试验在可变比降的玻璃水槽中进行。供水系统为自循环系统，进水管道安装电磁流量计，水槽进口用滚动式皮带机加沙，沿水槽布置三根测针观测水深，水槽中段布设流速仪测量垂线流速，水槽尾门可调控开放度，并设有集沙槽采集推移质沙样,模型沙采用山西精煤,试验得到龙滩坝址推移质输沙率公式以及支流北盘江推移质输沙率公式。利用该公式统计计算得到:在1990~2000年11年间，最大年推移质输沙量约400万t，发生在1997年，该年年平均流量最大；最小年推移质输沙量约147万t，发生在1992年，该年年平均流量最小，多年累计推移质输沙量约占输沙总量的5%。     

铰接式车辆高速直线行驶动态仿真

将铰接式车辆简化为6个自由度的动力学系统，建立了动态数学模型。该模型可用于分析、研究不同车速下铰接式车辆的结构参数、液压转向系统参数及轮胎特性等对其直线行驶动态特性的影响。利用该数学模型编制了仿真程序，并在计算机上分析、计算了铰接式车辆基于时间参数的动态特性。     

甘蔗收获机切刀负载压力影响因素试验研究

由于我国甘蔗大部分种植在丘陵地带,蔗地地势起伏变化较大,导致切割器切割甘蔗时出现过切或漏切以及甘蔗收获中出现收割损失大的情况。为此,对影响切割器负载压力的因素进行进一步研究,结合前课题组的研究理论分析出其影响因素有刀盘倾角、入土深度、刀盘转速、进给速度和甘蔗密度。采用ANSYS软件对刀盘倾角进行仿真分析,并通过Doehlert matrix设计试验方法进行物理试验研究,寻找最优模型关系式,最终建立切刀负载压力与影响因素之间的数学模型,为后续自动控制系统的研发打下基础。