基于功率键合图的主动油气悬架建模和仿真

考虑了工程中存在的油液可压缩性,基于功率键合图(Power Bond Graph),对主动油气悬架系统的主要环节进行了分析建模,并推导了液压泵的容性场和液阻耦合场模型。通过主动油气悬架系统的键合图对系统元件进行综合,建立了系统的非线性状态方程,并针对油气悬架的被动特性和驱动特性进行了仿真研究,结果表明:建立的非线性状态方程模型能够很好地反映系统动态响应的实际情况和充放油过程中重要的动态耦合特性。     

基于响应面与遗传算法的柴油机喷射参数优化

为解决燃油喷射系统参数优化中高效寻求全局最优解问题,综合响应面设计和遗传算法的优点和不足,采用多项式响应面模型代替原始遗传算法中计算量庞大的目标特性分析模型,建立了多项式响应面模型和遗传算法相结合的参数优化方法。结合非线性规划的凸性分析证明了遗传算法在预定优化区间内全局最优解的唯一性。对优化匹配后的喷射参数进行了模拟计算,结果表明:优化后柴油机油耗降低了1.96g/(kW·h),功率上升了0.99%,排气温度降低了21.86℃。表明该方法具有简单可靠、优化效率高等特点。     

主动悬架系统中作动器模型的建立及性能分析

主动悬架系统通过液压装置产生的作用力,改善汽车的行驶平顺性和行驶安全性(通过性),在设计实车主动悬架系统的工作中,考虑到主动悬架液压系统的动态特性会影响作用力的变化过程,首先对主动悬架系统作动器的工作状态进行分析,建立主动悬架系统的数学模型,并对它们的动态特性进行计算和分析,为主动悬架控制系统的合理设计提供理论基础.     

发射车多轴连通式油气悬架的连通耦合效应

重载导弹发射车多使用4轴连通式双气室油气悬架,为了研究其连通耦合效应,以便对发射车设计进行参考。在2轴连通式油气悬架数学模型的基础上,基于AMESim软件分别建立2轴/4轴连通式双气室油气悬架系统的仿真模型,在几种不同信号频率与相位激励下分析了多轴连通式双气室油气悬架系统的连通耦合效应影响。结果表明:连通式油气悬架在低频激励作用下具有明显的阻尼特性。4轴连通式悬架系统与2轴连通式悬架系统相比,其外特性具备明显优势。连通式油气悬架系统受低频激励时外特性表现比较激烈,而在受高频激励时外特性表现良好,这说明系统在处于高频环境时更能衰减系统的不同步振动。     

越野汽车非线性悬架系统建模与仿真研究

针对越野汽车的行驶条件,对传统线性被动悬架、非线性被动悬架和非线性主动悬架的动态特性进行了研究。建立了悬架系统的动力学模型,采用统计线性化方法对非线性弹簧悬架进行求解,利用MATLAB／SIMULlNK工具箱对悬架模型进行了动力学仿真。仿真结果表明：非线性弹簧悬架模型比传统的线性悬架模型更符合越野汽车悬架系统的振动运动,而采用基于线性二次型最优控制方法的主动控制非线性悬架,则能获得更好的行驶平顺性和操纵稳定性。     

基于动力学仿真的6×6轮式越野车辆总体性能评价

为分析和评价某型6×6轮式越野车辆的总体设计性能,建立了整车多刚体动力学模型、刚柔耦合动力学模型以及悬架系统台架试验模型,计算了整车固有特性,依次进行了悬架系统运动学、行驶动力学、操纵稳定性分析。在计算车体和悬架摆臂结构模态的基础上,考核了典型行驶工况下车体和悬架部件结构的动态强度,依据国家相关标准,利用仿真结果对6×6整车设计进行了系统的评价,指出了该越野车总体设计性能的不足,为其进一步改进和优化设计提供了参考依据。研究方法对其他轮式越野车辆系统的设计和评价具有一定的参考价值。     

修正的响应面方法优化螺栓法兰连接结构几何参数

采用响应面法对螺栓法兰连接进行优化设计时,考虑到经典响应面模型的局限性,在获得结构优化参数与响应指标内在联系的基础上,提出了修正响应面模型;设计了数值试验并对比了数值试验值与前述两种响应面模型预测值,结果表明修正响应面模型的预测值不仅误差相对比较均匀,且最大误差绝对值要明显小于经典响应面模型的相应值。采用遗传算法对修正响应面模型进行了以法兰质量最轻为优化目标的参数优化,取得了比较理想的优化结果。     

基于双弹簧对称布置的刚度可调式半主动悬架设计

针对轮式车辆传统悬架机构及变阻尼系数半主动悬架的不足,提出了一种具有距地高调节及刚度调节的双弹簧对称布置式悬架机构。在建立数学模型的基础上,对悬架系统距地高及车姿调节的实现机理进行了阐述;结合刚度系数变化,对悬架特性、半主动控制的实现机理、悬架系统结构的稳定性进行了分析,提出了该悬架正常工作的稳定性条件。研究表明:该刚度可调悬架机构可实现车辆距地高及静态车姿的调节,但由于悬架等效刚度随着悬架压缩量的增加而降低,使得其应用受到一定限制。     

采用遗传算法的电控增压器电磁阀优化设计

运用Ansoft Maxwell软件建立电磁阀的动态响应特性仿真模型，并通过试验验证模型的准确性。利用模型集成ISIGHT软件的方法，对影响电磁阀动态响应特性的参数进行灵敏度分析，得出各个参数对动态响应特性的Pareto图。基于遗传算法对电磁阀进行多参数优化设计，获取最佳参数组合，并利用电磁阀动态响应特性试验台架，开展参数优化前后电磁阀动态响应特性的对比试验研究。试验结果表明：相比于原参数方案，参数优化后的电磁阀动态响应特性得到大幅度提升，其开启响应时间缩短了59.1%，关闭响应时间缩短了47.2%。     

独立转向与驱动无人装甲车操稳性分析

为了提高军用车辆在恶劣环境中行驶的操纵稳定性,自行设计了一款线控独立转向与驱动无人装甲车辆。基于多体系统动力学理论,在ADAMS/Car中建立线控独立转向与驱动无人装甲车辆悬架、轮胎、转向等子系统模型,并由相应的通讯器建立整装虚拟样机。以建立的虚拟样机模型和试制样车为研究对象,参照国家相关标准完成6项操纵稳定性仿真试验和实车试验,根据实车试验数据验证了仿真结果的正确性。通过分析线性二自由度理论模型推出瞬态响应影响因素并进行转向盘角阶跃输入试验对其定量分析。最后,通过优化后建立的新模型对整车操纵稳定性能进行重新评价。结果表明:优化后在一定程度上改进了车辆的瞬态响应特性,其操纵稳定性能得到相应的提升。     

一类装甲车辆对不平路面的激励响应模型

研究内容为(轮式、履带)车辆在不平路面行驶和通过障碍时的平顺性问题。利用状态方程法建立了包括随机和确定路面轮廓、3维车体等较为通用的车辆行驶平顺性模型。并针对行驶振动中车轮与悬架的碰撞建立了专门模型。对某型装甲车辆进行了计算机仿真和验证,对模型的精度和有效性进行检验和评估。结果表明所建立的车辆-地面系统模型是有效的。该模型和建模采用的方法为装甲车辆的系统设计和动力学分析提供了一条途径。     

胶泥缓冲器的非线性阻尼的控制机理研究

为了改善履带车辆悬挂系统在各种路面的平顺性,对悬挂系统匹配了一款具有非线性特性的粘弹性胶泥缓冲器。为了定量地研究胶泥缓冲器的非线性阻尼控制机理,建立了非线性悬挂系统的动力学方程,将非线性时滞动力系统的随机最优控制规律应用于履带车辆悬挂系统,建立了车辆垂直振动加速度与车速、路况与阻尼比之间的数学关系,从理论上推导出了最佳阻尼比。最后,对履带车辆在F级和G级路面上进行了仿真分析来验证胶泥缓冲器的非线性阻尼的变化规律,结果表明,在0.07~0.18范围内调控阻尼比,可以使车体垂直振动加速度最小。该研究工作为胶泥缓冲器的优化设计和胶泥材料的配方提供了理论指导。     

履带车辆悬挂系统关键部件疲劳寿命预测技术研究

针对履带车辆悬挂系统关键部件-扭力轴的疲劳寿命预测技术展开研究,首先利用机械系统动力学仿真软件ADAMS建立了悬挂系统多刚体动力学模型, 应用模态集成方法在悬挂多刚体模型中集成扭力轴柔性体,通过添加约束与载荷边界条件,建立悬挂系统刚/柔体耦合模型。通过对典型工况的仿真计算,可以得到扭力轴上每个节点的载荷时间历程与应力时间历程,结合扭力轴的材料特性,并考虑应力集中系数、平均应力修正等各种影响因素,实现悬挂系统扭力轴疲劳寿命的预测。最后将实验结果同仿真结果进行了比较,得到了具有工程意义的结论。     

轮式越野车动力学建模及行驶动力学特性仿真

为准确评估某型6×6轮式越野车行驶动力学性能,建立了该越野车的整车多刚体动力学模型,分析了模型的振动固有特性和频率响应特性,并进行了特定工况下的行驶动力学特性仿真,计算了悬架动行程均方根值和车轮动载荷均方根值,分析了悬架与限位块的碰撞概率和车轮跳离地面的概率。结果表明:该动态工况下越野车的悬架设计工作空间满足使用要求,但行驶安全性能较差。     

主动悬挂原理试验机动平台的设计及试验研究

某型坦克采用扭杆弹簧而无阻尼器的被动悬挂系统,实际行驶中车体的振动较大,严重影响了其行驶平稳性和乘坐舒适性;为了提高车辆的行驶平顺性和操纵稳定性,进而提高在复杂路面上的越野速度,设计了该型坦克的慢主动悬挂原理试验机动平台,采用模糊RBF神经网络自适应控制策略对主动悬挂平台进行了实车试验,结果表明车体的减振性能得到了明显的提高,验证了所设计的慢主动悬挂系统的优越性。     

履带车辆悬挂系统振动仿真与减振器能耗分析

为研究履带车辆传统减振器的能耗与路况、车速的关系,应用动力学仿真软件RecurDyn建立了突出悬挂系统的履带车辆模型。依据国际标准,用不同等级的随机路面表示不同路况,并改变模型中的主动轮驱动转速,得到不同车速。仿真与分析结果表明:同一路况下,车速对减振器能耗的影响不大;同一车速下,路况越恶劣,减振器能耗显著增大。研究结果对履带车辆馈能悬挂的研究具有一定的指导意义。     

车用磁流变减振器动力性能实验分析

MRF阻尼器结构简单、体积小、能耗低、反应迅速且阻尼力可调范围广, 已经成为新型履带车辆半主动悬挂系统优先选择的方案。基于磁流变液体本构关系的Bingham模型,对影响车用磁流变减振器的阻尼力的各种因素进行了综合分析。对自行研制的双出杆剪切阀式磁流变减振器进行了实验研究,获得了不同振幅、频率、电流强度下的阻尼力变化曲线,从不同的侧面获得了MRF阻尼器的动力性能。结合Hrovat限界最优半主动控制算法和车辆悬挂系统振动的半主动控制策略,仿真分析了磁流变阻尼器对整车振动的控制效果,并与LQR控制结果作了比较。     

多轴越野车辆悬架部件结构优化设计

基于有限单元法、变密度方法和车辆动力学分析方法,对某型多轴越野车辆的典型部件(前悬架摆臂)主体进行了结构优化设计研究。结果表明:通过结构优化,降低了摆臂的质量,提高了摆臂的静态、动态结构刚度和强度。     

电磁主动悬架的建模及仿真研究

根据电磁学原理,利用电磁铁作为主动悬架的作动器,构造出电磁作动器的一般结构.在1/4汽车悬架基础上,建立了电磁主动悬架的非线性模型,应用现代控制理论设计了该模型的次优控制器,对模型进行分析、仿真.结果表明,电磁悬架能够实现一般主动悬架的功能,满足车辆平顺性的要求,可以应用于汽车的悬架系统.