工程车辆铰接桥式转向系统动态特性研究

发布时间：2017-05-24 14:06

  本文关键词：工程车辆铰接桥式转向系统动态特性研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着我国基础设施建设和城镇化的发展,轮式工程车辆因其应用场合多样、可实现快速转场作业等特点得到了快速的发展,轮式车辆转向系统的应用方式也越来越丰富。本文基于校企合作项目“自动装载移动式搅拌站产品开发”,结合该工程车辆负载大、结构紧凑、多功能操作的特点,并考虑到企业的成本、转向方式应用现状等各方面因素提出了铰接桥式转向的方案。铰接桥式转向系统在结构上采用整体式车架,将转向铰点置于前桥上方,前后桥皆采用刚性驱动桥,在驱动方式上采用静液压驱动,通过液压油缸推动前桥使其和车架之间产生偏转,从而完成转向。铰接桥式转向是一种新型的转向方式,开展针对其转向性能进一步的研究,具有很强的实践意义和应用价值。本文利用理论、仿真、实验相结合的方法,对铰接桥式转向系统动态特性展开研究,全文研究内容包括以下几个方面:(1)详细阐述铰接桥式转向工程车辆的基本结构及工作原理;通过运动学分析,建立转向油缸活塞位移和车辆转向角的关系并分析铰接点位置对车辆转向性能的影响;然后分别对原地转向与行驶转向进行动力学分析,建立了原地转向与行驶转向的数学模型,提出了原地转向阻力矩与行驶转向时轮胎受力的计算方法;最后建立铰接桥式转向系统的数学模型,分析影响转向系统动态特性的因素,结合铰接桥式转向的特点,突出说明负载质量小是铰接桥式转向的优势。(2)介绍铰接桥式转向液压系统的工作原理,建立关键液压元件和等效负载的AMESim仿真模型,进而建立整个转向系统的仿真模型,在不同外部输入参数下对转向系统动态特性进行仿真分析,结合转向系统相关实验,验证了仿真结果的正确性并得到结论:铰接桥式转向系统转向性能良好,方向盘转速对整个转向系统的动态性能具有较大影响,负载压力的变化会影响系统的稳定性。(3)鉴于实验中只能通过系统压力分析系统性能,在某些方面的分析具有局限性,同时由于实验条件所限,无法对一些涉及到车辆结构的可变参数进行改变与批处理分析。于是利用AMESim+Motion建立1D+3D的联合仿真模型,该模型充分考虑转向机构以及轮胎与地面之间的作用力对转向系统的影响,通过联合仿真和实验对比分析,联合仿真模型更贴近实验结果,从而替代等效模型对系统性能进行进一步分析,另外通过分析轮胎的受力及位移验证了铰接桥式转向动力学模型的准确性,最后通过改变负载质量,突出铰接桥式转向系统在转向稳定性上的优势。
【关键词】：铰接桥式转向 工程车辆 动态特性 联合仿真
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TH24
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-20
• 1.1 本课题研究背景及意义10-11
• 1.2 轮式工程车辆转向系统概述11-18
• 1.2.1 轮式工程车辆常用转向方式概述11-15
• 1.2.2 全液压转向系统概述15-18
• 1.3 工程车辆铰接桥式转向系统动态特性研究现状18-19
• 1.4 本文研究内容及方法19-20
• 第2章 铰接桥式转向系统运动特性分析20-42
• 2.1 铰接桥式转向工程车辆基本结构及工作原理20-21
• 2.2 铰接桥式转向运动学分析21-25
• 2.2.1 转向油缸活塞位移与车辆转向角关系21-23
• 2.2.2 铰接点位置对车辆转向性能的影响23-25
• 2.3 铰接桥式转向动力学分析25-36
• 2.3.1 铰接桥式原地转向动力学25-30
• 2.3.2 轮胎—地面负载特性理论30-33
• 2.3.3 铰接桥式行驶转向动力学33-36
• 2.4 铰接桥式转向系统动态特性分析36-41
• 2.5 本章小结41-42
• 第3章 铰接桥式转向系统仿真分析42-56
• 3.1 铰接桥式转向液压系统工作原理42-43
• 3.2 铰接桥式转向系统仿真模型建立43-51
• 3.2.1 关键液压元件模型建立43-49
• 3.2.2 等效负载模型建立49-50
• 3.2.3 转向系统仿真模型建立50-51
• 3.3 铰接桥式转向系统仿真分析51-55
• 3.3.1 不同发动机转速下转向系统仿真分析51-52
• 3.3.2 不同方向盘转速下转向系统仿真分析52-54
• 3.3.3 不同转向负载下转向系统仿真分析54-55
• 3.4 本章小结55-56
• 第4章 铰接桥式转向系统实验研究56-66
• 4.1 实验内容56-59
• 4.1.1 实验设备56
• 4.1.2 实验测点布置56-58
• 4.1.3 实验方案设计58-59
• 4.2 实验结果分析59-63
• 4.2.1 原地转向实验分析59-62
• 4.2.2 行驶转向实验分析62-63
• 4.3 仿真与实验结果对比分析63-65
• 4.4 本章小结65-66
• 第5章 铰接桥式转向系统联合仿真分析与研究66-74
• 5.1 铰接桥式转向车辆联合仿真模型建立66-70
• 5.1.1 联合仿真 3D模型建立66-68
• 5.1.2 联合仿真接口建立68-70
• 5.2 铰接桥式转向车辆联合仿真分析70-73
• 5.2.1 转向液压系统性能联合仿真分析71-72
• 5.2.2 铰接桥式转向动力学模型联合仿真验证72
• 5.2.3 铰接桥式转向稳定性的联合仿真分析72-73
• 5.3 本章小结73-74
• 第6章 全文总结74-76
• 参考文献76-80
• 作者简介及在学期间取得的科研成果80-82
• 致谢82

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7 杨，

本文编号：391016