路面激励下重型牵引车车轮动载荷研究

发布时间：2017-10-08 22:25

  本文关键词：路面激励下重型牵引车车轮动载荷研究

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【摘要】：交通运输业及物流产业迅猛发展,多轴重型拖挂商用汽车已成为我国中、长距离公路运输的主要方式,公路运输进入高速重载交通阶段,重型货车对路面的冲击动载荷远远大于其他类别车辆,是造成路面早期破坏的一个重要原因。高效、安全、节能以及舒适性和道路友好性已成为重型汽车产品技术发展的主要方向,对比进口品牌重型半挂牵引车,国内制造商对其行驶平顺性和车轮动载荷的重视程度目前还不高,产品竞争力亟需提升。行驶平顺性和车轮动载荷是评价汽车行驶过程中舒适性和道路友好性的两个重要性能指标。本文以国产某型6×4重型半挂牵引车为研究对象,利用企业提供的牵引车车架模型、半挂车模型以及各零部件测试参数,在多体动力学研究平台ADAMS/View模块中先后建立牵引车的动力总成、前悬架、后悬架、驾驶室、轮胎和路面模型等,装配完成整车动力学模型。提出了一种频率滤波标定法对虚拟振动台输入位移信号进行滤波处理,分析振动系统传递特性与目标传递特性之间的误差,利用Butterworth低通滤波器产生用于振动台标定的滤波函数。基于此方法对牵引车整车振动台标定后,车桥轴头仿真垂直加速度信号精度大幅提高,保证了采用实测车桥轴头垂直振动加速度信号进行整车模型对标的精度,对比道路测试结果,验证了整车模型的正确性。在随机不平路面激励下,对重型半挂牵引车在典型车速与满载工况下的车轮动载荷和行驶平顺性进行仿真分析与优化研究。在整车参数优化时,采用分步优化方法,首先对整车平顺性进行优化,将座椅导轨垂向加速度均方根值作为优化目标,悬架系统和驾驶室悬置系统的刚度和阻尼作为设计因素,悬架动行程作为约束条件。然后在保证整车平顺性基础上进一步优化车轮动载荷,将悬架动行程和座椅导轨最优垂向加速度均方根值作为约束条件,牵引车三桥的车轮动载荷最大值之和作为优化目标。对比优化前后结果,优化后整车的行驶平顺性和道路友好性均得到明显改善。
【关键词】：道路友好性 车轮动载荷 行驶平顺性 ADAMS 振动台标定
【学位授予单位】：武汉科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U469.51
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 绪论8-16
• 1.1 课题背景与研究意义8-9
• 1.2 路面与车轮动载荷研究概况9-10
• 1.3 汽车平顺性国内外研究概况10-14
• 1.3.1 国外研究现状10-13
• 1.3.2 国内研究现状13-14
• 1.4 主要研究内容14-15
• 1.5 本章小结15-16
• 第2章 重型牵引车动力学模型的构建16-31
• 2.1 研究平台简介16-17
• 2.2 车架模型及动力总成模型17-19
• 2.3 前悬架模型19-24
• 2.3.1 钢板弹簧的建模方法19-20
• 2.3.2 三连杆法钢板弹簧建模20-22
• 2.3.3 前悬架钢板弹簧刚度验证22-23
• 2.3.4 前悬架动力学模型23-24
• 2.4 后悬架模型24-26
• 2.5 驾驶室模型26
• 2.6 轮胎模型26-27
• 2.7 半挂车模型27-28
• 2.8 路面模型28-29
• 2.9 整车多刚体动力学模型29-30
• 2.10 本章小结30-31
• 第3章 模型的验证31-46
• 3.1 验证方法的选用31-33
• 3.1.1 随机路面直接激励31
• 3.1.2 驱动虚拟振动台间接激励31-33
• 3.2 虚拟振动台的标定33-42
• 3.2.1 虚拟振动台驱动误差分析33-36
• 3.2.2 虚拟振动台标定原理36-39
• 3.2.3 整车振动台标定方法39-42
• 3.3 牵引车模型的验证42-45
• 3.4 本章小结45-46
• 第4章 车轮动载荷仿真分析46-58
• 4.1 车轮动载荷计算方法46-47
• 4.2 汽车对路面破坏的评价方法47-48
• 4.3 重型汽车平顺性评价方法48-51
• 4.4 车轮动载荷及整车平顺性仿真分析51-57
• 4.4.1 车轮动载荷计算结果分析51-54
• 4.4.2 平顺性仿真结果分析54-57
• 4.5 本章小结57-58
• 第5章 整车参数的优化研究58-71
• 5.1 整车平顺性优化58-66
• 5.1.1 确定优化目标58
• 5.1.2 选择设计因素和响应58-61
• 5.1.3 设定约束条件61-62
• 5.1.4 选取设计规范62-63
• 5.1.5 仿真计算与结果分析63-66
• 5.2 车轮动载荷优化66-67
• 5.3 车轮动载荷优化结果分析67-70
• 5.4 本章小结70-71
• 第6章 全文总结和展望71-74
• 6.1 主要完成工作71-72
• 6.2 本文创新之处72-73
• 6.3 工作展望73-74
• 致谢74-75
• 参考文献75-83
• 附录1 攻读硕士学位期间发表的论文83-84
• 附录2 攻读硕士学位期间参加的科研项目84

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本文编号：996593