基于MATLAB/Simulink和ADAMS的拖拉机建模与振动仿真分析
发布时间：2021-11-01 19:53
基于多体动力学研究的理论和方法,利用MATLAB和ADAMS软件分别建立JS-754拖拉机振动的数学模型和机械模型,进行随机振动和脉冲输入的平顺性仿真分析。数学模型包括利用拉格朗日第二方程建立拖拉机3自由度振动模型,从轮胎动态特性出发,建立拖拉机整车—轮胎耦合系统;机械模型借助虚拟样机技术对JS-754拖拉机整车实体建模,并定义整车各个部件约束关系。仿真结果表明,JS-754拖拉机在D级路面下座椅处垂向加速度均方根值为0.390 9 m/s2,脉冲激励输入下座椅处垂向加速度最大响应小于34.59 m/s2。仿真得到轮胎特性随车行驶时变化曲线,座椅处振动频率的范围集中在3-5 Hz。研究表明,JS-754拖拉机平顺性较好,提出的拖拉机振动建模方法具有较强的参考价值,可为拖拉机以及其他非道路车辆平顺性的研究提供理论依据和建模思路。
【文章来源】：农业现代化研究. 2016,37(02)北大核心CSCD
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
JS-754拖拉机动力学整车模型Fig.3JS-754tractordynamicsmodel
第2期程准等：基于MATLAB/Simulink和ADAMS的拖拉机建模与振动仿真分析399012345300320340360380行驶时间(s)轮气胎压(pka)图5拖拉机轮胎气压变化曲线Fig.5Signaloftirepressure仿真结果表明，拖拉机前、后刚度特性的变化范围分别是408.8-442.4kN/m和496.2-543.4kN/m（图6）；前、后轮胎阻尼特性的变化范围分别是1389-1400N·s/m和2223-2340N·s/m（图7）。由于仿真时，前、后车轮受到相同动载荷的作用，所以胎压的变化相同，在合理的范围内胎压和刚度呈正相关，故前、后车轮的刚度变化较一致。由于拖拉机行驶时，后轮受到的路面激励较前轮滞后一段时间，而且不同轮胎的胎压和阻尼变化关系也不同，所以前、后车轮的阻尼变化差异较大。图6拖拉机轮胎刚度特性变化曲线Fig.6Signaloftractortirestiffnesscharacteristics3.2JS-754拖拉机脉冲输入平顺性仿真结果与分析根据GB/T5902的标准，脉冲输入采用等腰三图7拖拉机轮胎阻尼特性变化曲线Fig.7Signaloftractortiredampingcharacteristics角形状的单凸块，对于拖拉机等非道路车辆三角形凸块的高度h=80mm，长度L=400mm。由于拖拉机等非道路车辆行驶速度的特殊性，为了更好的进行试验结果的比对，将车速的范围设为5、10、15、20和30km/h，以拖拉机座椅垂直振动加速度的时间历程曲线（图8）和功率谱密度作为输出（图9）。根据计算得到的脉冲输入评价指标值，各车速下座椅处最大垂直加速度（表3）皆小于34.59m/s2，所以该拖拉机以正常行驶速度过凸块时对驾驶员的健康没有影响。比较各车速下座椅处垂直振动加速度的时间历程曲线，可以明显看出
第2期程准等：基于MATLAB/Simulink和ADAMS的拖拉机建模与振动仿真分析399012345300320340360380行驶时间(s)轮气胎压(pka)图5拖拉机轮胎气压变化曲线Fig.5Signaloftirepressure仿真结果表明，拖拉机前、后刚度特性的变化范围分别是408.8-442.4kN/m和496.2-543.4kN/m（图6）；前、后轮胎阻尼特性的变化范围分别是1389-1400N·s/m和2223-2340N·s/m（图7）。由于仿真时，前、后车轮受到相同动载荷的作用，所以胎压的变化相同，在合理的范围内胎压和刚度呈正相关，故前、后车轮的刚度变化较一致。由于拖拉机行驶时，后轮受到的路面激励较前轮滞后一段时间，而且不同轮胎的胎压和阻尼变化关系也不同，所以前、后车轮的阻尼变化差异较大。图6拖拉机轮胎刚度特性变化曲线Fig.6Signaloftractortirestiffnesscharacteristics3.2JS-754拖拉机脉冲输入平顺性仿真结果与分析根据GB/T5902的标准，脉冲输入采用等腰三图7拖拉机轮胎阻尼特性变化曲线Fig.7Signaloftractortiredampingcharacteristics角形状的单凸块，对于拖拉机等非道路车辆三角形凸块的高度h=80mm，长度L=400mm。由于拖拉机等非道路车辆行驶速度的特殊性，为了更好的进行试验结果的比对，将车速的范围设为5、10、15、20和30km/h，以拖拉机座椅垂直振动加速度的时间历程曲线（图8）和功率谱密度作为输出（图9）。根据计算得到的脉冲输入评价指标值，各车速下座椅处最大垂直加速度（表3）皆小于34.59m/s2，所以该拖拉机以正常行驶速度过凸块时对驾驶员的健康没有影响。比较各车速下座椅处垂直振动加速度的时间历程曲线，可以明显看出
【参考文献】：
期刊论文
[1]国产拖拉机振动系统固有频率研究[J]. 徐刚,朱思洪,聂信天,贺亮,李科. 振动与冲击. 2014(15)
[2]基于Simulink的汽车平顺性仿真分析[J]. 谢俊淋,张庆永. 机电技术. 2013(01)
[3]基于ADAMS的铰接轮式重型拖拉机振动特性分析[J]. 张广庆,朱思洪,宋庆德,李玲. 机械设计. 2012(06)
[4]农用轮胎径向刚度和阻尼系数试验研究[J]. 聂信天,史立新,顾浩,朱思洪. 南京农业大学学报. 2011(05)
[5]ADAMS在大马力拖拉机整机建模中的应用[J]. 娄秀华,毛恩荣. 农机化研究. 2008(09)
[6]轮胎气压与主要影响因素的关系试验[J]. 王泽鹏,高峰,薛风先. 农业机械学报. 2007(03)
[7]从动能定理到第二类拉格朗日方程[J]. 陆明万,张雄. 力学与实践. 2003(05)
[8]轮胎包容特性分析及其在汽车振动系统建模中的应用[J]. 郭孔辉,刘青,丁国峰. 汽车工程. 1999(02)
[9]轮式拖拉机行驶振动力学模型及振动方程建立[J]. 王新忠,于清泉,胡文义,徐耀辉. 黑龙江八一农垦大学学报. 1998(01)
[10]汽车脉冲输入平顺性评价指标限值的研究[J]. 高树新,宫镇. 汽车技术. 1996(09)
本文编号：3470701
【文章来源】：农业现代化研究. 2016,37(02)北大核心CSCD
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
JS-754拖拉机动力学整车模型Fig.3JS-754tractordynamicsmodel
第2期程准等：基于MATLAB/Simulink和ADAMS的拖拉机建模与振动仿真分析399012345300320340360380行驶时间(s)轮气胎压(pka)图5拖拉机轮胎气压变化曲线Fig.5Signaloftirepressure仿真结果表明，拖拉机前、后刚度特性的变化范围分别是408.8-442.4kN/m和496.2-543.4kN/m（图6）；前、后轮胎阻尼特性的变化范围分别是1389-1400N·s/m和2223-2340N·s/m（图7）。由于仿真时，前、后车轮受到相同动载荷的作用，所以胎压的变化相同，在合理的范围内胎压和刚度呈正相关，故前、后车轮的刚度变化较一致。由于拖拉机行驶时，后轮受到的路面激励较前轮滞后一段时间，而且不同轮胎的胎压和阻尼变化关系也不同，所以前、后车轮的阻尼变化差异较大。图6拖拉机轮胎刚度特性变化曲线Fig.6Signaloftractortirestiffnesscharacteristics3.2JS-754拖拉机脉冲输入平顺性仿真结果与分析根据GB/T5902的标准，脉冲输入采用等腰三图7拖拉机轮胎阻尼特性变化曲线Fig.7Signaloftractortiredampingcharacteristics角形状的单凸块，对于拖拉机等非道路车辆三角形凸块的高度h=80mm，长度L=400mm。由于拖拉机等非道路车辆行驶速度的特殊性，为了更好的进行试验结果的比对，将车速的范围设为5、10、15、20和30km/h，以拖拉机座椅垂直振动加速度的时间历程曲线（图8）和功率谱密度作为输出（图9）。根据计算得到的脉冲输入评价指标值，各车速下座椅处最大垂直加速度（表3）皆小于34.59m/s2，所以该拖拉机以正常行驶速度过凸块时对驾驶员的健康没有影响。比较各车速下座椅处垂直振动加速度的时间历程曲线，可以明显看出
第2期程准等：基于MATLAB/Simulink和ADAMS的拖拉机建模与振动仿真分析399012345300320340360380行驶时间(s)轮气胎压(pka)图5拖拉机轮胎气压变化曲线Fig.5Signaloftirepressure仿真结果表明，拖拉机前、后刚度特性的变化范围分别是408.8-442.4kN/m和496.2-543.4kN/m（图6）；前、后轮胎阻尼特性的变化范围分别是1389-1400N·s/m和2223-2340N·s/m（图7）。由于仿真时，前、后车轮受到相同动载荷的作用，所以胎压的变化相同，在合理的范围内胎压和刚度呈正相关，故前、后车轮的刚度变化较一致。由于拖拉机行驶时，后轮受到的路面激励较前轮滞后一段时间，而且不同轮胎的胎压和阻尼变化关系也不同，所以前、后车轮的阻尼变化差异较大。图6拖拉机轮胎刚度特性变化曲线Fig.6Signaloftractortirestiffnesscharacteristics3.2JS-754拖拉机脉冲输入平顺性仿真结果与分析根据GB/T5902的标准，脉冲输入采用等腰三图7拖拉机轮胎阻尼特性变化曲线Fig.7Signaloftractortiredampingcharacteristics角形状的单凸块，对于拖拉机等非道路车辆三角形凸块的高度h=80mm，长度L=400mm。由于拖拉机等非道路车辆行驶速度的特殊性，为了更好的进行试验结果的比对，将车速的范围设为5、10、15、20和30km/h，以拖拉机座椅垂直振动加速度的时间历程曲线（图8）和功率谱密度作为输出（图9）。根据计算得到的脉冲输入评价指标值，各车速下座椅处最大垂直加速度（表3）皆小于34.59m/s2，所以该拖拉机以正常行驶速度过凸块时对驾驶员的健康没有影响。比较各车速下座椅处垂直振动加速度的时间历程曲线，可以明显看出
【参考文献】：
期刊论文
[1]国产拖拉机振动系统固有频率研究[J]. 徐刚,朱思洪,聂信天,贺亮,李科. 振动与冲击. 2014(15)
[2]基于Simulink的汽车平顺性仿真分析[J]. 谢俊淋,张庆永. 机电技术. 2013(01)
[3]基于ADAMS的铰接轮式重型拖拉机振动特性分析[J]. 张广庆,朱思洪,宋庆德,李玲. 机械设计. 2012(06)
[4]农用轮胎径向刚度和阻尼系数试验研究[J]. 聂信天,史立新,顾浩,朱思洪. 南京农业大学学报. 2011(05)
[5]ADAMS在大马力拖拉机整机建模中的应用[J]. 娄秀华,毛恩荣. 农机化研究. 2008(09)
[6]轮胎气压与主要影响因素的关系试验[J]. 王泽鹏,高峰,薛风先. 农业机械学报. 2007(03)
[7]从动能定理到第二类拉格朗日方程[J]. 陆明万,张雄. 力学与实践. 2003(05)
[8]轮胎包容特性分析及其在汽车振动系统建模中的应用[J]. 郭孔辉,刘青,丁国峰. 汽车工程. 1999(02)
[9]轮式拖拉机行驶振动力学模型及振动方程建立[J]. 王新忠,于清泉,胡文义,徐耀辉. 黑龙江八一农垦大学学报. 1998(01)
[10]汽车脉冲输入平顺性评价指标限值的研究[J]. 高树新,宫镇. 汽车技术. 1996(09)
本文编号：3470701
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