鉸接式自卸車懸架系統(tǒng)建模與仿真_圖文

1、鉸接式自卸車懸架系統(tǒng)建模與仿真魏勝君柳熾偉（中山職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣東中山）摘要：在分析某鉸接式自卸車橡膠懸架結(jié)構(gòu)拓?fù)錁?gòu)剖的基礎(chǔ)七，運(yùn)用多剛體動(dòng)力學(xué)理論，基于平臺(tái)建立了該車橡膠懸架系統(tǒng)及整車的非線性數(shù)字化虛擬樣機(jī)。在不同的等級(jí)路面下，以不載荷和車速對(duì)模型進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)仿真分析。并與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，評(píng)價(jià)，該鉸接式自卸車多剛體模型的有效性。關(guān)鍵詞：變形路面；建模；仿真（：，），：；懸架結(jié)構(gòu)允許雙后橋的每個(gè)車輪進(jìn)行單獨(dú)運(yùn)動(dòng)，使車斗永遠(yuǎn)保持平衡。對(duì)鉸接式自卸車進(jìn)行拓?fù)浞治?，得到其多體系統(tǒng)拓?fù)錁?gòu)型，如圖所示。定義整個(gè)模型由個(gè)剛體（包括）組成，具體為鉸接體腫、前車架、“”形架（包括前橋）、前橋橫拉桿、后車架、

2、中?！毙渭埽òㄖ袠颍?、中橋橫拉桿、后“形架（包括后橋）、后橋橫拉桿、左平衡梁、右平衡梁、駕駛室、后車身、動(dòng)力裝置（包括發(fā)動(dòng)機(jī)、離合器等）。引言對(duì)車輛系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析，傳統(tǒng)的方法采用集中質(zhì)量模型來(lái)描述。但一般限于少自由度系統(tǒng)，如兩自由度四分之一車輛模型、平面四自由度二分之一車輛模型和七自由度三維整車模型。對(duì)于復(fù)雜的多自由度車輛動(dòng)力學(xué)模型，雖然理論上日趨完善。但由于模型過(guò)于繁瑣，特別是存在非線性特性時(shí)，往往不能夠準(zhǔn)確地對(duì)其描述，因此需要運(yùn)用多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)理論對(duì)車輛整體進(jìn)行建模、分析，進(jìn)而進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。因此，車輛結(jié)構(gòu)多剛體多柔體動(dòng)力學(xué)仿真分析成為目前的研究熱點(diǎn)。鉸接式自卸車的多剛體動(dòng)力學(xué)建模多體

3、系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的研究對(duì)象是一個(gè)由任意有限個(gè)物體所組成的多體系統(tǒng)，各物體之間以理想完整約束、非完整約束、定常約束或非定常約束連接，各物體之間可以有較大的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。研究這種系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)特性需要建立非線性運(yùn)動(dòng)方程、能量表達(dá)式、運(yùn)動(dòng)學(xué)關(guān)系以及其他一些量的公式。多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的根本目的是應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行復(fù)雜機(jī)械系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)分析與仿真。它是在經(jīng)典剛體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的基礎(chǔ)上，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)在機(jī)構(gòu)的靜力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)分析以及控制系統(tǒng)分析上的成功應(yīng)用，逐步發(fā)展形成了多剛體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)和計(jì)算多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)，并產(chǎn)生了以和為代表的動(dòng)力學(xué)分析軟件。橡膠懸架系統(tǒng)的拓?fù)錁?gòu)型鉸接式自卸車前懸架為半獨(dú)立懸架。主要由箱型斷圖鉸接式自

4、卸車多體系統(tǒng)拓?fù)錁?gòu)型面形式的”形架、前橋橫拉桿、橡膠彈簧及個(gè)液壓減振器等組成。形架一端用彈性球軸承與車架相連，另一端用螺栓與橋相連。橫拉桿主要承擔(dān)側(cè)向力，橡膠彈簧主要承受垂向力。后懸架為平衡梁懸架，由兩根具有箱形斷面的“”形架、中后橋橫拉桿、平衡梁及橡膠彈簧等部件組成。這種模擬仿真必須給系統(tǒng)一定約束，根據(jù)自卸車各部件之間實(shí)際的約束關(guān)系在中對(duì)該車各剛體施加約束和連接，其中鉸接體和前后車架之間分別用鉸接副、連接。 前車架與動(dòng)力裝置用固定副連接，后車架與后車身用固定研究與開(kāi)發(fā)剮接。前穗幛膠彈簧液減撮器（摧前￥幕韻撟）月柔性鉸接式自卸車多剛體動(dòng)力學(xué)仿真分析在￥同進(jìn)行偽鼻分析奠十；（十平度如圖）（的自巷

5、咱應(yīng)特性盤口圖、所镕譜動(dòng)蓮接件一彈簧撰搬編號(hào)為、；月橡膠彈簧（璉接÷目橋與烹右平衡粱用彈簧來(lái)模擬。干整車中其他使用柔性連接的部件用襯套力模擬¨西定女連接處的連接度日尼預(yù)載計(jì)算構(gòu)件±聞的性力表選兩構(gòu)件的空間性箍。噸荷目前架系統(tǒng)一一囂一：啦經(jīng)接式自卸車虛擬樣機(jī)模型在析多儺系統(tǒng)拓?fù)潢P(guān)幕的基礎(chǔ)上對(duì)建的多日體攫施加動(dòng)劇約束得到，）設(shè)接式自卸車的虛擬樣機(jī)模如圍所示】镕，自。薰氅二。¨¨，愕忡卜三】。¨二輪胎和等級(jí)路面模型的建立”整￥動(dòng)力學(xué)仿分析罘用“輪胎橫型其解析輪胎模型的輪胎特性文件需要個(gè)參救，丹別是模型糞、自由半徑胎半往掛向剛度、縱向滑移剛度

6、、側(cè)偏剛度、外顫目值滾動(dòng)目力矩幕教鏈向?qū)ψ枘崮粩?shù)靜摩擦目數(shù)“囂憨。利月婦、啪真生成的級(jí)镕如圖所。：麗。，；：黧。七芏士王二二豫竺凜暈辱瑁?！班耄?；目§镕一自、￥月月自目自自￥镕密度最大值段其對(duì)應(yīng)點(diǎn)的壤率（優(yōu)勢(shì)頻率速度響均女真；口§自表所，一級(jí)路譜、“、噸照荷前懸架仿真與試驗(yàn)對(duì)比表表分目目目日看仿計(jì)算線與譬￥臺(tái)試曲線對(duì)應(yīng)的加速度自功率淮密度曲線形狀相位變化趨勢(shì)基（轉(zhuǎn)第型竺號(hào)囂圖實(shí)際降壓應(yīng)用電路（）電感的選擇不要求進(jìn)行電磁感應(yīng)線圈的設(shè)計(jì)。因?yàn)樗陔娐分幸呀?jīng)測(cè)試過(guò)，采用單一的“感應(yīng)線圈就能保證高效地將電能傳輸出去。這個(gè)感應(yīng)器的增量飽和電流額定值應(yīng)大于。其直流阻抗應(yīng)小于。（）輸出過(guò)

7、濾電容器的選擇選擇過(guò)濾電容器的基本判別依據(jù)是低當(dāng)量串聯(lián)電阻（）。感應(yīng)器電流的變化和輸出電容器的的積，決定著輸出電壓表現(xiàn)出的鋸齒波形的放大倍數(shù)。另外，也盡量減少輸出過(guò)濾電容器的低當(dāng)量串聯(lián)電阻值，以保持的穩(wěn)定性。電容器的低當(dāng)量串聯(lián)電阻值應(yīng)小于，以便在整個(gè)電流范圍內(nèi)（采用感應(yīng)器時(shí)）保持輸出波形小于。當(dāng)溫度下降，電容器升高。在溫度低于時(shí)，超值的是常見(jiàn)的故障。三洋（系列穿子和面裝的鉭電容器在溫度低于時(shí)，表現(xiàn)出低的。設(shè)計(jì)選用了心的電解電容。（）其他元件收集型二極管應(yīng)該是肖特基（）或高速硅整流器，其尖峰電流額定值對(duì)全負(fù)載（）工作來(lái)講，起碼有。為最好選擇。的外環(huán)補(bǔ)償電容器。提供最寬的輸入電壓范圍和最好的傳輸特

8、性。為了進(jìn)一步提高其抗干擾能力，設(shè)計(jì)在輸人中加入一個(gè)簡(jiǎn)單的低通濾波器，以減少輸入的波動(dòng)（電感為鐵氧體磁環(huán)繞線而成）。結(jié)論開(kāi)關(guān)型電源十分適合車用計(jì)算機(jī)（一）系統(tǒng)對(duì)電源的要求。它所提供的精確輸出和優(yōu)良的瞬時(shí)反應(yīng)。對(duì)來(lái)自電源的干擾能減到最低限度。為計(jì)算機(jī)提供了精確的輸入電壓，為計(jì)算機(jī)信息的產(chǎn)生、儲(chǔ)存、加工和傳送供給必要的電能，為計(jì)算機(jī)的正常工作提供了優(yōu)良的保證。其優(yōu)良的工作特性，在制出的成品的實(shí)際產(chǎn)品中測(cè)試，得到了出色的體現(xiàn)。其抗干擾能力和自保護(hù)能力也在測(cè)試中表現(xiàn)出良好的性能。通過(guò)從理論上的探討以及在實(shí)際中的測(cè)試，開(kāi)關(guān)型穩(wěn)壓電源的杰出表現(xiàn)一定能在車用計(jì)算機(jī)（一）系統(tǒng)中得到充分的應(yīng)用。¨。研

9、究與開(kāi)震參考文獻(xiàn)：【】陳家瑞汽車構(gòu)造北京：人民交通出版社，【】何訌民單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)選編北京：北京航天航空大學(xué)出版社，【】曲學(xué)基。增福，曲敬鎧穩(wěn)定電源實(shí)用電路選編北京：電子工業(yè)出版社，【】古永棋汽車電器及電子設(shè)備重慶：重慶大學(xué)出版社，【】林平汽車電子控制汽油噴射系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、原理、檢修福州：福建科學(xué)技術(shù)出版社，【】李令舉汽車工程電子新技術(shù)北京：人民交通出版社，作者簡(jiǎn)介：李軍（一）。男，漢，廣州人，工學(xué)學(xué)士，工程師，研究方向?yàn)槠囯姎夤こ?。電話：，：收稿日期：（上接第?yè)）本一致，仿真模型能對(duì)整車的振動(dòng)特性進(jìn)行定性的分析。但從表可知，前橋和前車架處垂向加速度響應(yīng)自功率譜密度最大值及其對(duì)應(yīng)點(diǎn)的頻率存在較大

10、的差別，特別是前車架優(yōu)勢(shì)頻率的仿真值比試驗(yàn)值大，在模型質(zhì)量特性準(zhǔn)確的前提下，表明仿真懸架環(huán)節(jié)的剛度大于實(shí)際值。小結(jié)研究了在中由路譜生成等級(jí)路面的建模方法，建立了仿真所需的不同等級(jí)路面。在分析橡膠懸架結(jié)構(gòu)拓?fù)錁?gòu)型的基礎(chǔ)上，運(yùn)用多體動(dòng)力學(xué)理論和方法，建立了包含前后懸架系統(tǒng)、車身、輪胎、路面等個(gè)剛體，共個(gè)自由度的整車非線性多剛體數(shù)字化虛擬樣機(jī)。在不同等級(jí)路面下，以不同載荷和車速對(duì)模型進(jìn)行多剛體動(dòng)力學(xué)仿真，仿真結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果誤差較大，不同工況下為。但變化趨勢(shì)一致。通過(guò)與試驗(yàn)對(duì)比，分析了鉸接式自卸車多剛體模型的有效性。參考文獻(xiàn)：【】余志生汽車?yán)碚摪姹本C(jī)械工業(yè)出版社【】袁士杰，呂哲勤多剛體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)北京

11、：北京理工大學(xué)出版社，【】李軍，刑俊文，覃文浩實(shí)例教程北京：北京理工大學(xué)出版社，【】鄭建榮虛擬樣機(jī)技術(shù)入門與提高北京：機(jī)械工業(yè)出版社，【】周長(zhǎng)峰非公路車輛非線性橡膠懸架系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)建模、優(yōu)化與試驗(yàn)研究南京：東南大學(xué)，【】王戩基于變形地面的重型工程車輛平順性仿真與優(yōu)化研究南京：東南大學(xué)，作者簡(jiǎn)介：魏勝君（一），男，漢，安徽定遠(yuǎn)人，工學(xué)碩士，講師，研究方向：汽車工程。電話：，：。 收稿日期： 鉸接式自卸車懸架系統(tǒng)建模與仿真作者：作者單位：刊名：英文刊名：年，卷(期：魏勝君， 柳熾偉， WEI Shengjun， LIU Chiwei中山職業(yè)技術(shù)學(xué)院,廣東中山,528400汽車零部件AUTOMOBILE PARTS2010(11參考文獻(xiàn)(6條