某三轴商用车典型路面载荷谱预测技术研究

发布时间：2017-07-29 04:00

  本文关键词：某三轴商用车典型路面载荷谱预测技术研究

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【摘要】：本文以某商用车整车为研究对象,集成道路信号采集技术、虚拟迭代技术,应用ADAMS、Hypermesh、Abaqus、femfat-lab等软件,预测了试车场典型路段某商用车承载系的整车载荷谱[i]。采用的技术路线为,整车试车场典型路面的信号采集、道路信号的数据处理、整车多体动力学模型建立、典型路面载荷谱虚拟迭代计算及验证,形成试车场典型路面载荷谱预测的一套完成规范和流程。详细论述和介绍技术路线中道路载荷谱的测量、多体动力学的建模及求解、虚拟迭代技术等。本研究项目基于以下几个技术环节,展开和推进商用车整车的典型路面载荷谱预测技术研究。第一是商用车整车道路信号的测量:道路原始信号的测量是首次载荷预测的输入条件,测量的原始信号需要经过按照工程经验和一定的规范进行处理才能用于虚拟迭代计算。第二是商用车整车多体模型的建立及试验验证:整车多体模型包含驾驶室系统、车架系统、动力总成系统、前悬架系统、后平衡悬架系统等五大系统总成,各个系统的模型精度,与整车道路载荷谱的预测精度关系很大。经过研究发现,整车质量及轴荷、板簧刚度、减振器特性曲线等关键参数的合理性直接影响虚拟迭代的精度,影响载荷谱的计算结果,总成模型的精度验证方法是通过测量结果的频域分析与模型振型频率进行对比,初步验证总成模型的精度,同时建立了基于ADAMS的多体动力学模型建模方法和标准,为后续的道路载荷谱预测提供参考。第三是典型路面的载荷谱虚拟迭代计算及试验验证:以测试信号为输入条件,应用femfat-lab软件和车辆多体动力学模型进行虚拟迭代,逐步将车辆多体动力学轮胎模型以上几个关键位置的响应信号逼近试验测量信号,仿真与试验监控信号接近收敛时,若监测信号达到合理区间,完成整车典型路面的虚拟迭代计算,输出车辆部件路面载荷谱。本项目研究中包含试验测量技术、多体动力学分析、CAE分析等多项技术,项目进行中取得的经验和对载荷谱分析的一些理解分别体现在不同的章节,希望行业专家和各位同事能够提出批评和指导。
【关键词】：动力学 耐久路面 三轴商用车 载荷预测 载荷谱
【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】：U467.11
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 第1章 绪论11-17
• 1.1 典型路面载荷谱预测技术研究的背景和意义11
• 1.2 国内外研究现状11-14
• 1.2.1 国外研究现状13
• 1.2.2 国内研究现状13-14
• 1.3 本文研究的主要内容14-16
• 1.3.1 本文研究所要攻克的主要技术目标14
• 1.3.2 典型路面信号测试所采取的技术解决措施14
• 1.3.3 整车动力学建模所采取的技术解决措施14-15
• 1.3.4 整车多体动力学模型验证15
• 1.3.5 载荷谱的虚拟迭代计算15-16
• 1.4 本章小结16-17
• 第2章 典型路面信号测试与数据处理17-27
• 2.1 引言17
• 2.2 典型路面信号测试软硬件设备及研究载体介绍17-18
• 2.3 典型路面测试信号采集及数据处理18-26
• 2.3.1 数据的有效性确认19-20
• 2.3.2 单个循环的数据处理20-21
• 2.3.3 测试信号采样频率的重新设置21-23
• 2.3.4 测试信号的滤波处理23-24
• 2.3.5 测试信号中的毛刺及前后端的平滑处理24-25
• 2.3.6 测试信号通道的摘取、单位及信号方向的统一25-26
• 2.4 本章小结26-27
• 第3章 整车多体动力学模型的建立及验证27-45
• 3.1 ADAMS/Car模块简介27-28
• 3.2 钢板弹簧的建模28-34
• 3.2.1 三连杆简化模型28-29
• 3.2.2 离散梁钢板弹簧模型29-31
• 3.2.3 有限元法钢板弹簧模型31
• 3.2.4 三种板簧建模方法优劣31-32
• 3.2.5 钢板弹簧插件leaftool的模块介绍32
• 3.2.6 钢板弹簧模型的建立32-33
• 3.2.7 钢板弹簧模型的刚度验证33-34
• 3.3 车架柔性体模型的建立34-37
• 3.3.1 柔性体建模介绍34-35
• 3.3.2 网格类型的选择35
• 3.3.3 网格划分的进一步要求35
• 3.3.4 单元质量具体要求35-36
• 3.3.5 车架主体FE模型简介及车架柔性体模型36-37
• 3.4 驾驶室模型的建立37-38
• 3.5 后平衡悬架建模38-40
• 3.6 前悬架建模40-41
• 3.7 动力总成建模41
• 3.8 轮胎与试验台模型41-43
• 3.9 整车多体动力学模型的建立43
• 3.10 本章小结43-45
• 第4章 虚拟迭代计算与信号对比验证45-60
• 4.1 虚拟迭代结果与试验结果对比45
• 4.2 各种典型路面仿真与试验结果对比45-57
• 4.2.1 典型路面之一比利时甲路面仿真与试验的对比45-52
• 4.2.2 典型路面之一扭曲路面仿真与试验的对比52-54
• 4.2.3 典型路面之一比利时乙路面仿真与试验的对比54
• 4.2.4 典型路面之一卵石路面仿真与试验的对比54-55
• 4.2.5 典型路面之一小圆凸起路面仿真与试验的对比55
• 4.2.6 典型路面之一鱼鳞坑路面仿真与试验的对比55-56
• 4.2.7 典型路面之一铁轨路面仿真与试验的对比56
• 4.2.8 典型路面之一搓板路面仿真与试验的对比56-57
• 4.2.9 典型路面之一大圆凸起路面仿真与试验的对比57
• 4.3 典型路面载荷谱获取57-58
• 4.4 虚拟迭代技术的局限性58
• 4.5 本章小结58-60
• 第5章 结论与展望60-61
• 5.1 结论60
• 5.2 展望60-61
• 参考文献61-65
• 作者简介65-66
• 致谢66

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本文编号：587310