轻型卡车摆振线性不稳定和非线性分岔的仿真研究

发布时间：2017-12-30 17:53

  本文关键词：轻型卡车摆振线性不稳定和非线性分岔的仿真研究　出处：《吉林大学》2017年硕士论文　论文类型：学位论文

  更多相关文章： 轻型卡车 摆振 线性 非线性 仿真 Hopf分岔 参数影响

【摘要】：轻型卡车在城市、城乡和乡村物流运输以及城市工程作业中发挥着不可替代的作用,对其进行研究具有实际意义。以功能性需求为主导的国产轻型卡车出现摆振问题,将无法满足用户、物流业和排放法规日益增长的要求,因而对轻型卡车摆振问题进行研究显得十分必要。目前,摆振的研究多集中于具有独立悬架的乘用车,对具有非独立悬架的轻型卡车较少。可以借鉴的具有非独立悬架的载货汽车摆振研究,多是早期的研究成果,受当时基础理论和计算机性能的限制,存在一定的局限。因此,有必要结合现在的理论进展和计算机性能,开展轻型卡车摆振的建模和仿真研究。本文研究重点是建立轻型卡车摆振线性模型和摆振非线性模型,基于摆振线性模型进行轻型卡车摆振仿真和摆振线性不稳定分析,找到轻型卡车发生摆振线性不稳定的速度区域,分析和确定影响轻型卡车摆振线性不稳定的因素;基于摆振非线性模型进行轻型卡车摆振仿真和分岔特性分析,找到轻型卡车发生摆振非线性分岔速度区域,分析和确定影响轻型卡车摆振非线性分岔的因素,为在轻型卡车设计阶段对摆振进行预测和控制提供参考。本文的主要研究内容如下(1)轻型卡车摆振线性和非线性模型的建立对车轮的陀螺效应和轮胎的摆振特性进行分析,确定由此产生的陀螺力矩和轮胎非保守力矩;通过简化假设建立转向轮和前桥系统摆振的力学模型,拉格朗日方法建立转向轮和前桥系统摆振的数学模型,基于轮胎摆振的线性和非线性特性,推导以状态方程表示的整车摆振线性模型和摆振非线性模型。(2)轻型卡车摆振的线性不稳定和参数影响仿真基于轻型卡车摆振的线性整车状态方程,提出了摆振线性模型仿真算法。通过仿真确定给定参数下发生摆振线性不稳定的速度区域,分析影响摆振线性不稳定的参数。(3)轻型卡车摆振的非线性分岔和参数影响仿真针对轻型卡车摆振的非线性整车状态方程,引入轮胎侧偏非线性的“魔术公式”,提出对其进行摆振非线性仿真的算法。总结含可变参数非线性动力系统的基本概念、分岔和单参数系统分岔的基本类型,引入判定Hopf分岔和确定分岔值的方法。将轻型卡车非线性摆振模型转化成为便于进行分岔特性分析的形式,提出对其进行分岔特性分析的仿真算法,进行分岔特性仿真。利用开发的分岔特性仿真算法,制定参数影响仿真方案,分析影响轻型卡车非线性分岔的参数。研究结果表明,给定参数组合下轻型卡车出现了摆振线性不稳定和摆振非线性分岔;增大横拉杆刚度、横拉杆阻尼、直拉杆刚度、直拉杆阻尼、左右转向轮主销当量阻尼和左右轮胎侧向刚度,或减小左右主销后倾角、左右轮胎垂向刚度和左右轮胎拖距都有助于消除轻型卡车出现的摆振线性不稳定和摆振非线性分岔;减小左右轮胎侧偏刚度有助于消除轻型卡车摆振线性不稳定,增大左右轮胎松弛长度或减小左右轮胎接地印迹半长度有助于消除轻型卡车摆振非线性分岔;悬架当量角刚度和悬架当量角阻尼的变化则对轻型卡车摆振的线性不稳定和摆振非线性分岔没有影响。
[Abstract]:On the basis of the linear and non - linear characteristics of the pendulum vibration of light truck , the paper presents a mathematical model for the pendulum vibration of light truck . In this paper , the basic concepts of nonlinear dynamic systems with variable parameters , the basic types of bifurcation and the bifurcation of single - parameter systems are summarized , and the method of determining Hopf bifurcation and determining the bifurcation value is introduced .

【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：U461.6

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本文编号：1355797