基于随动转向的半挂汽车列车整车动力学分析

发布时间：2017-03-27 21:02

  本文关键词：基于随动转向的半挂汽车列车整车动力学分析，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着我国高速公路建设的推进,尤其是重型载货汽车制造水平的提高,半挂汽车列车充分发挥其运输优势,已成为我国公路物流运输的主要形式。为提高半挂汽车列车的运输生产率,同时满足道路法规和轴荷要求,汽车厂家大多采用增加半挂车车轴的方法。纯粹增加半挂车刚性轴,半挂车的机动性、通过性及操纵稳定性将会降低,轮胎非正常磨损将会加剧,目前半挂车刚性轴只能增加到三根。随动桥是解决半挂汽车列车低速转向困难和减轻轮胎磨损的一种有效方法。以德国贝尔吉斯梅州车轴有限公司LL系列随动桥为研究对象,首先对该随动桥的基本结构和转向原理进行分析。选取半挂车第三轴质心和牵引座中心作为轨迹跟随研究对象,通过分析半挂汽车列车转向运动,建立牵引车前桥转角与随动桥转角的关系。为分析使随动桥转向的激励力,对其法向法力和转向力矩进行研究和求解。详细阐述了随动桥的基本结构和布置,尤其是转向节总成部分。建立基于空间摆线的波形压力轴承模型,并对其进行满载应力应变分析。根据理论力学知识,对随动轮的原地转向阻力矩进行分析,并研究波形压力轴承低速的启锁力矩。其次介绍ADAMS/Car模块的仿真流程,并定义建模参考坐标系,给出建模需要的整车参数。基于半挂汽车列车各结构部件的分析,在模板建模器界面搭建各个子系统模板。在标准界面生成各模板对应的子系统,将各个子系统和试验台组装,完成对比分析整车模型的创建,包括随动转向半挂汽车列车模型和普通半挂汽车列车模型。最后对建立的两个整车模型进行转向机动性分析,包括低速360°转弯、低速90°转弯、低速角阶跃转向和斜坡脉冲转向试验,分析随动桥对整车转向机动性和半挂车轨迹跟随性能的影响。仿真结果表明:随动桥有利于减小半挂车向转向内侧的侧滑,有助于提高半挂汽车列车的转向机动性和半挂车第三轴的轨迹跟随能力。其次对影响随动桥性能的若干因素进行了分析,负载小、一定范围内增加车速、转向角小和缓慢转向均能提高随动桥的工作性能。随动桥锁止与否对整车操纵稳定性具有直接的影响,根据国标进行角脉冲和单移线转向运动仿真。结果表明:若随动桥未锁止,半挂车的横摆角速度和侧向加速度峰值均明显增大,牵引车和半挂车车身侧倾角的增大比值尤其显著。
【关键词】：半挂汽车列车 随动桥 转向机动性 操纵稳定性 轮胎磨损 轨迹跟随
【学位授予单位】：江苏大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U469.54
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 绪论10-16
• 1.1 课题研究背景和意义10-12
• 1.2 国内外研究现状12-14
• 1.3 课题来源及主要研究内容14-15
• 1.4 本章小结15-16
• 第二章 随动桥的转向运动分析16-27
• 2.1 半挂车轮胎磨损原因分析16-17
• 2.2 随动桥的基本结构分析17-19
• 2.3 随动桥的转向原理19-20
• 2.4 弯道转向运动分析20-22
• 2.5 随动桥法向法力分析22-23
• 2.6 随动桥转向力矩分析23-25
• 2.7 本章小结25-27
• 第三章 随动桥的结构分析27-37
• 3.1 随动桥总成的结构布置27-29
• 3.2 随动桥波形压力轴承的设计29-31
• 3.3 波形压力轴承的静力分析31-32
• 3.4 随动桥转向受力分析与计算32-36
• 3.4.1 轮胎摩擦阻力矩分析33-34
• 3.4.2 波形压力轴承摩擦阻力矩分析34-35
• 3.4.3 波形压力轴承启锁力矩分析35-36
• 3.5 本章小结36-37
• 第四章 半挂汽车列车整车模型的搭建37-52
• 4.1 整车建模准备37-39
• 4.1.1 ADAMS/Car仿真分析流程37-38
• 4.1.2 建模坐标系的定义38
• 4.1.3 整车建模参数38-39
• 4.2 动力传动系统模型39-40
• 4.3 转向系统模型40-41
• 4.4 牵引车前悬架模型41-42
• 4.5 牵引车平衡悬架模型42-44
• 4.6 牵引联接装置模型44-45
• 4.7 牵引车和半挂车车架模型45-46
• 4.8 普通半挂车悬架模型46-48
• 4.9 随动转向半挂车悬架模型48-49
• 4.10 轮胎模型49-50
• 4.11 整车模型50-51
• 4.12 本章小结51-52
• 第五章 基于随动转向的整车仿真与分析52-77
• 5.1 低速转向机动性分析52-70
• 5.1.1 低速 360°转弯52-55
• 5.1.2 低速 90°转弯55-57
• 5.1.3 低速角阶跃转向57-60
• 5.1.4 斜坡脉冲转向60-62
• 5.1.5 随动桥性能若干影响因素分析62-70
• 5.2 高速操纵稳定性分析70-76
• 5.2.1 转向盘角脉冲输入试验70-72
• 5.2.2 单移线转向运动试验72-76
• 5.3 本章小结76-77
• 第六章 总结与展望77-79
• 6.1 全文总结77-78
• 6.2 展望78-79
• 参考文献79-82
• 致谢82-83
• 硕士研究生期间发表的论文83

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