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双前桥转向系统建模与动态仿真分析

机械设计与制造 2009年第10期 210-211页

作者：杨斌久郝文权甄鹏哈尔滨工业大学汽车工程学院威海264209

简述了多轴转向汽车的转向原理,利用多体动力学软件ADAMS建立了某重型汽车双前桥转向系统动力学模型,并根据设计参数对其进行了仿真分析,得出转向性能评价结论。

关键词： ADAMS 双前桥转向系统仿真分析

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双前桥重型汽车转向液压助力缸的设计

合肥工业大学学报（自然科学版） 2006年第6期29卷 763-766页

作者：李仲奎张代胜沈国清周福庚合肥工业大学机械与汽车工程学院安徽合肥230009 江淮汽车公司技术中心安徽合肥230022

在对国外某型号的双前桥重型汽车转向系统分析研究的基础上,对转向液压助力缸的工作特点、结构参数和动力缸计算进行了讨论,提出了转向系统液压助力缸的设计方案,并建立了双前桥重型汽车动力缸的数学模型;通过此方案可以准确快速确定主... 详细信息

在对国外某型号的双前桥重型汽车转向系统分析研究的基础上,对转向液压助力缸的工作特点、结构参数和动力缸计算进行了讨论,提出了转向系统液压助力缸的设计方案,并建立了双前桥重型汽车动力缸的数学模型;通过此方案可以准确快速确定主副动力缸的主要结构参数,其结果得到实车验证,能达到良好的转向效果,可推广应用于其他型号的双前桥转向系动力缸的设计。

关键词：重型汽车双前桥转向器动力缸助力缸

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双前桥转向杆系的空间优化分析

汽车技术 2006年第8期 22-25页

作者：唐应时李克黄自强李轶石湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室东风柳州汽车有限公司

应用动力学仿真软件ADAMS建立了双前桥转向系统的运动学模型。采用参数化分析方法,以基于双前桥转向理论建立的各转向车轮转角范围内所有转角的实际值与理想值之间的误差累积最小为目标函数,对转向杆系进行了仿真优化分析。仿真优化所... 详细信息

应用动力学仿真软件ADAMS建立了双前桥转向系统的运动学模型。采用参数化分析方法,以基于双前桥转向理论建立的各转向车轮转角范围内所有转角的实际值与理想值之间的误差累积最小为目标函数,对转向杆系进行了仿真优化分析。仿真优化所得结构参数表明,该方法可以真实地反映转向机构的运动情况。

关键词：双前桥转向系统仿真优化

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双前桥转向的重型汽车多极限环摆振研究

双前桥转向的重型汽车多极限环摆振研究

作者：许可合肥工业大学

学位级别：硕士

双前桥转向系统以其简洁的构造,低廉的造价,使重型卡车实现小半径高效的转向。双前桥系统的在被广泛应用的同时,其双前桥车轮轮胎的磨损也引起人们的重视。摆振是引起轮胎磨损的一个因素,但是摆振不仅会导致轮胎磨损,还会引起操纵系统... 详细信息

双前桥转向系统以其简洁的构造,低廉的造价,使重型卡车实现小半径高效的转向。双前桥系统的在被广泛应用的同时,其双前桥车轮轮胎的磨损也引起人们的重视。摆振是引起轮胎磨损的一个因素,但是摆振不仅会导致轮胎磨损,还会引起操纵系统的自激振动,从而影响汽车的操纵稳定性和乘坐舒适性。因此本文在前人研究的基础上,进一步深入研究双前桥转向系统的摆振现象,分析其摆振机理,并研究其对整车摆振的影响。本文采用具有负斜率特性的干摩擦模型,研究摆振系统发生多极限环自激振动的动力学行为。考虑轮胎和干摩擦的非线性,建立9自由度摆振系统微分方程。首先对该9自由度系统进行定性分析,使用中心流形定理将该系统22维的状态方程进行降维,得到2维的平面系统并对其进行分析。然后使用数值计算的方法对9自由度系统进行数值计算,具体分析其分岔特性及多极限环自激振动特性。接着建立整车动力学模型,用Matlab软件对整车模型进行数值计算,并分析各结构参数对整车摆振的影响。最后总结全文并提出展望。定性分析发现降维后得到的2维系统的Hopf范式的极坐标形式c=0,因此系统在分岔点处发生退化的Hopf分岔。数值计算发现具有负斜率特性的干摩擦模型会诱发摆振系统在一定范围内出现多极限环响应。适当的改变系统结构参数及干摩擦力矩,能够有效抑制系统的自激摆振现象,防止整车在摆振发生时产生蛇形现象。

关键词：双前桥中心流形摆振多极限环自激振动

双前桥转向重型汽车摆振系统Hopf分岔特性研究

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双前桥转向重型汽车摆振系统Hopf分岔特性研究

作者：蒋亦斌合肥工业大学

学位级别：硕士

摆振普遍存在于现代汽车的悬架及转向系统中,受悬架机构刚性、转向机构刚性、轮胎的侧向特性、以及干摩擦等因素的影响。在受到不同的初始激励时,汽车摆振系统表现出不同的极限环运动特性。单桥转向系统的摆振现象研究已很深入,很多研... 详细信息

摆振普遍存在于现代汽车的悬架及转向系统中,受悬架机构刚性、转向机构刚性、轮胎的侧向特性、以及干摩擦等因素的影响。在受到不同的初始激励时,汽车摆振系统表现出不同的极限环运动特性。单桥转向系统的摆振现象研究已很深入,很多研究成果在汽车设计和改良过程中得到应用。较之乘用车普遍采用的单桥转向系统,重型汽车双前桥转向系统结构更加复杂,所需承受来自各个方向的载荷更大,其摆振特性也与单桥转向系统有所不同,而目前对重型汽车双前桥转向系统摆振的研究尚为少见。随着重型汽车在市场地位的提升,其转向系统摆振特性的研究亟待加强,以便为重型汽车转向系统的设计和改良提高参考。为了研究重型汽车双前桥转向系统摆振特性及由其导致的整车侧倾和侧滑现象,本文采用理论定性和数值仿真相结合的方法分析了干摩擦力矩诱发单自由度轮胎摆振模型产生的多极限环振荡现象,并以此为基础,建立重型汽车双前桥转向系统多自由度摆振模型。本文主要研究内容如下：（1）考虑轮胎绕其主销转动的干摩擦,采用具有粘滞记忆效应的Coulomb干摩擦模型,建立转向轮摆振的单自由度模型,运用动力学理论和MATLAB软件对系统进行分析,研究单轮摆振系统的多极限环响应现象,并分析了系统结构参数对分岔特性的影响。（2）考虑重型汽车双前桥转向系统的转向轮、车桥、悬架、轮胎、转向中间传动机构等的影响,建立重型汽车双前桥转向系统九自由度摆振模型。应用动力学理论分析系统的Hopf分岔特性,运用MATLAB/Simulink对建立的模型进行数值仿真分析,并将两者的结果进行对比。另外,还研究了系统结构参数对双前桥系统摆振特性的影响。（3）考虑悬架以上机构的侧倾、整车侧向滑移及轮胎绕自身主销的干摩擦对重型汽车双前桥摆振系统的影响,建立重型汽车整车摆振十一自由度模型,采用MATLAB/Simulink数值仿真方法分析干摩擦力矩对双前桥汽车转向轮摆振及整车侧向滑移的影响。研究发现,具有迟滞记忆效应的干摩擦可诱发摆振系统发生退化的Hopf分岔进而产生多极限环。重型汽车双前桥系统的摆振是一种超临界Hopf分岔,合理地设计摆振系统的干摩擦、主销后倾角、转向系统刚度等参数能够有效减小系统的摆振幅值,降低摆振强度。

关键词：重型汽车双前桥摆振多极限环Hopf分岔

双前桥转向汽车多极限环自激摆振及控制方法研究

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双前桥转向汽车多极限环自激摆振及控制方法研究

作者：蒋统合肥工业大学

学位级别：硕士

双前桥转向载货汽车由于制造成本低,操纵简单方便,能够保持重载工况下的转向稳定,而且能减小对路面的损伤等优点而被广泛使用。然而在实际使用时,双桥转向重型车辆普遍存在着自激摆振现象,严重时还会发生多极限环自激摆振现象,不仅会加... 详细信息

双前桥转向载货汽车由于制造成本低,操纵简单方便,能够保持重载工况下的转向稳定,而且能减小对路面的损伤等优点而被广泛使用。然而在实际使用时,双桥转向重型车辆普遍存在着自激摆振现象,严重时还会发生多极限环自激摆振现象,不仅会加剧轮胎的异常磨损,而且会使驾驶员难以控制重型汽车的行驶方向,极大影响重型汽车的操纵稳定性以及行驶安全。国内外学者对双前桥转向重型汽车的研究以转向机构的设计优化和转向特性的分析为主,而对于重型汽车的自激摆振现象,尤其是对多极限环摆振的研究较为少见。为研究双前桥转向重型汽车多极限环摆振现象,本文针对某型8×4重型汽车,采用理论和数值分析相结合的方法研究其多极限环摆振特性,且提出了能够抑制多极限环摆振的控制方法。本文的主要内容如下:(1)考虑轮胎的动态侧偏特性、转向系的非线性干摩擦和路面行驶状况的影响,建立车路耦合的九自由度双桥转向系统摆振动力学模型,应用Hopf分岔代数判据判定双桥转向系统自激摆振的存在性,运用数值仿真方法研究双桥转向系统的多极限环响应,并分析路面附着系数对多极限环摆振特性的影响。(2)研究双桥转向系统刚度以及阻尼对多极限环摆振特性的影响,寻找对摆振特性影响较大的刚度以及阻尼参数,并建立能够抑制双桥转向系统多极限环摆振现象的刚度以及阻尼控制模型。(3)在双桥转向系统的基础上,考虑悬架以上结构侧倾和整车侧滑对摆振系统的影响,建立十一自由度整车摆振动力学模型,运用数值仿真方法研究重型汽车整车摆振系统的多极限环响应;另外,研究上述建立的转向系统刚度以及阻尼控制模型对整车多极限环摆振现象的抑制效果。研究表明,双前桥重型汽车转向系统以及整车均存在多极限环摆振现象,且摆振特性对道路行驶工况的变化较为敏感;转向系统参数中,后纵拉杆刚度以及转向横拉杆阻尼对多极限环摆振特性有较大地影响,建立的刚度以及阻尼模型能够有效地抑制双桥转向系统以及整车的多极限环摆振现象。

关键词：重型卡车双前桥自激摆振多极限环摆振控制

双前桥重型汽车转向系优化与钢板弹簧有限元分析

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双前桥重型汽车转向系优化与钢板弹簧有限元分析

作者：程小虎合肥工业大学

学位级别：硕士

CAE是计算机辅助工程(Computer-Aided Engineering)的英文简称,随着计算机技术的发展,企业可以建立产品的数字样机,并模拟产品及零件的工况,对零件和产品进行工程校验、有限元分析和计算机仿真。在产品开发阶段,企业应用CAE能有效地对... 详细信息

CAE是计算机辅助工程(Computer-Aided Engineering)的英文简称,随着计算机技术的发展,企业可以建立产品的数字样机,并模拟产品及零件的工况,对零件和产品进行工程校验、有限元分析和计算机仿真。在产品开发阶段,企业应用CAE能有效地对零件和产品进行仿真检测,确定产品和零件的相关技术参数,发现产品缺陷,优化产品设计,并极大降低产品开发成本。虚拟样机技术和有限元技术均属于CAE。虚拟样机技术作为一项新的产业技术,己经开始应用到各个领域,显示出了巨大的技术优势和经济效益。本文从分析虚拟样机技术的特点和优势出发,针对现有双前桥汽车转向系统设计评价手段存在的不足,将虚拟样机技术引入重型汽车设计开发领域。应用机械系统动力学自动分析软件ADAMS(Automatic Dynamic Analysis of Mechanical Systems),针对某型号重型汽车双前桥系统为研究对象,建立包括转向盘、循环球式转向器、双前桥、双摇臂、主销、钢板弹簧等在内的双前桥系统多体模型。依据建立的虚拟模型和仿真结果,对转向系统进行了相关的运动学分析、干涉校核分析和动力学分析,并运用ADAMS软件对两转向梯形和双摇臂机构进行了优化设计。有限元分析FEA(Finite Element Analysis)正逐渐成为汽车设计的主流。有限元法的最大优点之一就是可以仿真设计对象的实际工作状态,因而可以部分代替实验,指导精确设计。汽车钢板弹簧存在非线性和迟滞特性。应用FEA分析方法法进行钢板弹簧设计可以同时考虑到结构的大变形、摩擦、簧片间的接触以及组装时的预应力和工作应力的结合,从而实现对钢板弹簧的精确设计。几何非线性和状态非线性将使得计算不容易收敛,因而需要较高的求解技巧及分析策略。本文采用Abaqus软件的Standard和Explicit分析模块分析了某钢板弹簧的动静刚度特性和应力分布状态,讨论了摩擦对其性能的影响,其分析流程及结果可以为同类型产品的设计提供参考。

关键词：虚拟样机技术有限元双前桥转向机构运动学动力学钢板弹簧非线性

汽车双前桥转向系统的运动学模型及其最优化设计

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湘潭大学自然科学学报 2006年第3期28卷 98-103页

作者：唐应时廖丹李克安莫运博杨勇湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室(筹) 长沙410082 湖南理工学院机械与电气工程系岳阳414000 东风柳州汽车有限公司柳州545005

以柳州汽车有限公司LZ1200M(8×4)车型为基础,从整体考虑双前桥转向机构的优化问题,通过平面投影的方法建立了双前桥转向系统的运动学模型.运用优化理论确定12设计变量的优化目标函数,在Matlab软件中进行优化计算,并对优化后的结构进行... 详细信息

以柳州汽车有限公司LZ1200M(8×4)车型为基础,从整体考虑双前桥转向机构的优化问题,通过平面投影的方法建立了双前桥转向系统的运动学模型.运用优化理论确定12设计变量的优化目标函数,在Matlab软件中进行优化计算,并对优化后的结构进行误差分析,最终得出满意解决方案,具有较高实用价值.

关键词：双前桥转向系统运动学最优化

基于灵敏度分析的双前桥转向系统摇臂机构的优化

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合肥工业大学学报（自然科学版） 2010年第6期33卷 801-803,807页

作者：陈朝阳陈娜张代胜合肥工业大学机械与汽车工程学院安徽合肥230009

文章针对汽车前轮磨损严重的问题,以某重型双前桥汽车为研究对象,利用ADAMS/VIEW建立双前桥转向系统运动学模型,对其双转向系统进行运动学及转向性能仿真分析,然后采用灵敏度分析方法,对双前桥汽车转向系进行优化;最后,将优化结果与不... 详细信息

文章针对汽车前轮磨损严重的问题,以某重型双前桥汽车为研究对象,利用ADAMS/VIEW建立双前桥转向系统运动学模型,对其双转向系统进行运动学及转向性能仿真分析,然后采用灵敏度分析方法,对双前桥汽车转向系进行优化;最后,将优化结果与不经灵敏度分析优化的结果进行比较,结果证明,采用灵敏度分析方法效果好,并且节约仿真优化的时间,降低生产厂家改造成本。

关键词：双前桥灵敏度双摇臂机构