多轴转向车辆转向系的动力学仿真与优化

发布时间：2017-09-17 06:12

  本文关键词：多轴转向车辆转向系的动力学仿真与优化

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【摘要】：根据Ackermann转向基本原理,汽车在实现转向功能时,为了减少汽车轮胎的磨损和行驶阻力,要求所有转向车轮做纯滚动,无滑动,这就要求所有车轮都应该绕着地面上同一个点进行转动。这样才能保证汽车平顺地进行转向、改善轮胎的磨损情况。但是在实际的设计及生产过程中,所有车轮不可能完全符合理论上的要求,只能通过一定的机械传动机构,来保证车轮转向特性尽量贴近理想曲线。实际中重型商用车辆转向桥的设计和生产过程中都是依靠适当优化设计的转向梯形机构来实现内外轮转角的匹配。对于单轴转向的车辆,仅需对转向梯形机构优化就可以改善汽车转弯时的稳定性和轮胎磨损情况。对于重载多轴转向的工程车辆来说,主要由两种方式来保证各转向桥车轮转角间的匹配关系:一是传统机械控制,通过多连杆机构保证各轮的转角关系,二是全液压转向,通过全液压转向器的高压油分配来保证各车轮转向的相互匹配。也有一些超大型的工程机械,车辆前部采用机械机构控制,后部采用全液压控制。本文研究的对象是某100吨汽车起重机底盘的转向系统。该车为五轴车辆,采用一、二、五轴转向,三、四、五轴驱动的布置形式。该车各车桥之间的转向角由多连杆系传递。论文首先通过ADAMS软件建立整车转向机构运动模型,将机构联接点坐标参数化处理,将各车轮理论转角和实际转角差的绝对值设定为目标函数,并对其进行优化,在满足设计要求的前提下,得到最接近理论要求的连杆和梯形机构的尺寸。这种方法与传统的平面四连杆优化法相比,精度有极大的提高,同时缩短了转向系统开发周期,提高了转向系统设计质量。
【关键词】：ADAMS Ackermann原理 转向梯形 摇臂机构 仿真优化
【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】：U463.4
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-19
• 1.1 课题背景与意义9-12
• 1.2 国内外研究现状12-15
• 1.2.1 国内研究现状12-14
• 1.2.2 国外研究现状14-15
• 1.3 课题来源及研究思路15-19
• 1.3.1 课题来源15-17
• 1.3.2 研究思路17-19
• 第2章 汽车的转向特性19-31
• 2.1 转向系概述19-24
• 2.1.1 转向系的构成19-21
• 2.1.2 转向系的主要性能参数21-23
• 2.1.3 对转向系的要求23-24
• 2.2 阿克曼转向原理24-29
• 2.2.1 汽车转向原理24-26
• 2.2.2 转向梯形优化思路26-29
• 2.3 多轴转向汽车转向原理29-31
• 第3章 基于ADAMS多轴转向应用31-39
• 3.1 虚拟样机技术的研究范围31-32
• 3.2 Adams软件32-39
• 3.2.1 Adams软件模块33-35
• 3.2.2 Adams常用的设计库35-37
• 3.2.3 Adams设计流程37
• 3.2.4 Adams在转向系统设计中的应用37-39
• 第4章 基于ADAMS的多轴转向系统建模及优化39-63
• 4.1 工作流程39-43
• 4.2 第一桥的建模及优化43-48
• 4.2.1 基本结构建立43-44
• 4.2.2 建立约束44
• 4.2.3 模型参数化44-45
• 4.2.4 仿真与优化45-48
• 4.3 第二、五桥的建模及优化48-49
• 4.3.1 第二桥优化结果48
• 4.3.2 第五桥优化结果48-49
• 4.4 转向传递机构的建模及优化49-60
• 4.4.1 整车转向系统运动模型49-51
• 4.4.2 系统运动仿真51-53
• 4.4.3 系统模型参数化处理53-55
• 4.4.4 转向系统优化55-60
• 4.5 本章总结60-63
• 第5章 总结与展望63-65
• 5.1 全文总结63-64
• 5.2 工作展望64-65
• 参考文献65-69
• 作者简介69-70
• 致谢70

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本文编号：867714