某型前后轮转向特种车辆操纵稳定性研究

论文摘要

本文基于多体动力学软件ADAMS,结合某型三轴布置前后轴四轮转向特种车辆产品开发项目进行研究。介绍了多轴转向技术、四轮转向技术及其控制策略的国内外研究状况,分析了其未来发展趋势:运用ADAMS软件建立了包括车身、轮胎、机械式四轮转向系统、五连杆悬架系统等总成的二十一自由度非线性整车动力学模型,并对建模的理论、方法和步骤进行了详细阐述;用建立的整车模型进行了稳态响应、瞬态响应、回正和蛇行等操纵稳定性试验仿真研究,通过侧向加速度、横摆角速度、车身侧倾角等指标对整车的操纵稳定性性能做出分析和评价;同时,本文进行了实车试验。通过实车试验验证了动力学模型的正确性,并进一步对该特种车辆操纵稳定性进行深入研究;最后本文对影响该特种车辆操纵稳定性性能的主要机构和参数(横向稳定杆、悬架结构、刚度等)进行参数化分析研究、提出了提高实车性能的改进方案和类似特种车辆的设计参考依据。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 课题的背景和意义
• 1.2 国内外多轴转向技术的研究发展水平
• 1.2.1 国外研究状态
• 1.2.2 国内研究状态
• 1.3 多轴越野车研究现状
• 1.4 课题任务和研究方法
• 1.5 本章小结
• 2. 虚拟样机技术、多体动力学及ADAMS软件概述
• 2.1 虚拟样机技术
• 2.2 多体动力学
• 2.3 ADAMS软件介绍
• 2.3.1 ADAMS软件概述
• 2.3.2 ADAMS软件的理论基础和求解方法
• 2.4 本章小结
• 3 整车多体动力学模型建立
• 3.1 整车工作条件、转向机构要求和悬架特点
• 3.1.1 整车工作条件及结构特点
• 3.1.2 前后轴四轮转向机构要求与实现方式
• 3.1.3 悬架结构特点
• 3.2 整车多体动力学模型建立
• 3.2.1 建模前提假设
• 3.2.2 模型参数获取
• 3.2.3 转向机构、悬架和车桥结构的分析和模型建立
• 3.2.4 轮胎及路面模型
• 3.2.5 整车多体动力学模型建立
• 3.3 本章小结
• 4 虚拟样机操纵稳定性仿真试验
• 4.1 操纵稳定性的研究发展及其评价
• 4.1.1 操纵稳定性及其研究发展
• 4.1.2 操纵稳定性评价方法
• 4.2 操纵稳定性评价指标
• 4.2.1 表征稳态响应的参数
• 4.2.2 表征瞬态响应的参数
• 4.3 操纵稳定性虚拟样机仿真试验
• 4.3.1 稳态转向特性试验
• 4.3.2 瞬态转向特性试验
• 4.3.3 回正试验
• 4.3.4 蛇行仿真试验
• 4.4 本章小结
• 5 实车试验
• 5.1 试验场地及条件
• 5.2 实车试验验证模型
• 5.3 实车试验
• 5.3.1 角阶跃输入实车试验
• 5.3.2 角脉冲输入实车试验
• 5.3.3 蛇行实车试验
• 5.4 本章小结
• 6 提高整车操稳性方案研究及相关机构参数化分析
• 6.1 横向稳定杆优化分析
• 6.1.1 横向稳定杆对车辆稳态响应特性和瞬态响应特性的作用
• 6.1.2 横向稳定杆与车身连接位置优化研究
• 6.2 悬架刚度优化分析
• 6.3 横向推力臂与车身连接位置优化分析
• 6.4 仿真失败原因分析及解决技巧
• 6.5 本章小结
• 7 总结与展望
• 7.1 全文总结
• 7.2 工作展望
• 致谢
• [参考文献]
• 附录 仿真试验、优化计算数据
• 附录A 稳态转向特性仿真试验曲线
• 附录B “设计研究”和“试验设计”参数化分析试验数据报告
• B.1 横向稳定杆“设计研究”试验数据报告
• B.2 悬架刚度“试验设计”试验数据报告
• B.3 横向推力臂杆“设计研究”和“试验设计”试验数据报告
• 附录C “设计研究”和“试验设计”参数化分析试验数据报告