某型越野车折叠式软顶的动力学分析与寿命预测

发布时间：2017-10-21 01:19

  本文关键词：某型越野车折叠式软顶的动力学分析与寿命预测

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【摘要】：折叠式软顶机构是敞篷汽车的重要组成部分,其动态特性和运动磨损直接影响整车的稳定性和使用寿命。以某型号越野车的折叠式软顶为研究对象,将其简化为平面八杆机构,进行动力学分析和寿命预测。基于闭环矢量法建立折叠式软顶机构的运动学方程,在MATLAB软件中通过牛顿-辛普森迭代法对运动学方程进行求解。在运动学分析的基础上,利用达朗贝尔原理和牛顿第二定律建立机构动力学逆问题的平衡方程,同时根据拉格朗日原理建立机构动力学正问题的平衡方程,利用MATLAB软件求解获得机构各关节铰处的约束力随输入角变化的曲线。在Solidworks软件中建立折叠式软顶机构的三维模型,导入ADAMS进行机构的模拟仿真,并将仿真结果与MATLAB理论数值计算结果进行对比,验证了所建折叠式软顶机构运动学和动力学数学模型的正确性。以非线性弹簧阻尼模型和修正的库伦模型为基础建立含间隙转动副接触力计算模型,利用二状态间隙模型建立机构的动力学方程。通过ADAMS进行含间隙机构的动力学仿真,获得转动副间隙在运动过程中的变化情况,分析了不同间隙情况下机构的动力学特性。考虑机构中的尺寸误差、转动副间隙和磨损,并将其看作随机变量,根据环路增量法和有效长度理论建立机构的运动误差方程。根据机构的失效条件,建立机构的运动可靠性方程,提出机构的寿命预测方法。研究结果表明转动副间隙对折叠式软顶机构的运动轨迹影响甚微,间隙越大机构关节铰处的约束力波动越剧烈,机构的可靠性寿命也越低。所提出的分析方法对已有折叠式软顶机构的分析优化和新型机构的开发具有重要意义。
【关键词】：敞篷 折叠式软顶 八杆机构 动力学 寿命预测
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U463.83;U469.3
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-12
• 第一章 绪论12-17
• 1.1 选题的背景及目的意义12-13
• 1.2 折叠式顶篷研究现状13-15
• 1.3 课题主要研究内容15-17
• 第二章 折叠式软顶机构的运动学分析17-35
• 2.1 折叠式顶篷机构介绍17-19
• 2.2 折叠式软顶机构运动学分析19-27
• 2.2.1 牛顿—辛普森原理19-20
• 2.2.2 结构分析20-21
• 2.2.3 运动学分析21-27
• 2.3 实例分析27-34
• 2.3.1 运动学方程求解27-30
• 2.3.2 ADAMS运动仿真30-34
• 2.4 本章小结34-35
• 第三章 折叠式软顶机构的动力学分析35-51
• 3.1 折叠式软顶机构的动动力学逆问题35-42
• 3.1.1 折叠式软顶机构各质心的运动学分析35-37
• 3.1.2 折叠式软顶机构各构件的受力分析37-42
• 3.1.3 折叠式软顶机构的动力学逆问题42
• 3.2 折叠式软顶机构的动力学正问题42-44
• 3.3 实例分析44-49
• 3.3.1 动力学逆问题的分析44-48
• 3.3.2 ADAMS动力学仿真48-49
• 3.4 本章小结49-51
• 第四章 含间隙机构动力学分析51-65
• 4.1 含间隙转动副建模理论51-55
• 4.1.1 转动副间隙的描述与建模51-53
• 4.1.2 接触碰撞力描述与建模53-55
• 4.1.3 转动副摩擦力描述与建模55
• 4.2 基于二状态模型的含间隙机构动力学分析55-58
• 4.2.1 转动副间隙的数学模型55-56
• 4.2.2 转动副接触点处的相互作用力56-57
• 4.2.3 含间隙机构的动力学方程57-58
• 4.3 ADAMS仿真58-64
• 4.3.1 ADAMS中的接触碰撞处理58-59
• 4.3.2 ADAMS碰撞参数设置59-64
• 4.4 本章小结64-65
• 第五章 机构的运动可靠性分析和寿命预测65-77
• 5.1 运动误差的相关理论65-67
• 5.1.1 误差独立作用原理65-66
• 5.1.2 环路增量法66-67
• 5.2 折叠式软顶机构运动误差分析67-74
• 5.2.1 考虑尺寸误差的机构运动误差67-70
• 5.2.2 考虑转动副间隙误差的机构运动误差模型70-72
• 5.2.3 考虑转动副磨损的机构运动误差模型72-74
• 5.3 折叠式软顶机构的运动可靠性分析和寿命预测74-76
• 5.4 本章小结76-77
• 第六章 总结与展望77-79
• 参考文献79-82
• 致谢82-83
• 在校期间的研究成果及发表的论文83-84
• 附录 184-85
• 附录 285-93

【参考文献】

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本文编号：1070454