半挂汽车列车弯道行驶横向稳定性分析

论文摘要

近年来,半挂汽车列车作为货运主力车型发挥着越来越重要的作用。随之而来的是半挂汽车列车的行驶安全性以及操纵稳定性等问题。半挂汽车列车的横向稳定性关系着车辆的安全以及整个交通的畅通与否。研究汽车列车的横向稳定性,对提高汽车列车的主动安全性具有重要的理论意义和工程应用价值。本文在国内外学者和工程技术人员定性分析的基础上,运用动力学理论以及虚拟样机仿真技术,建立了半挂汽车列车行驶稳定性数学模型,并分析了半挂汽车列车的转向特性。运用ADAMS仿真软件,建立了具有21自由度的半挂汽车列车虚拟样机。利用建立的虚拟样机分析半挂汽车列车弯道行驶极限工况下有关参数与时间的变化关系曲线,并分析了极限工况产生的原因。进而运用最新的数理统计方法——均匀试验法定量分析了结构和使用参数对半挂汽车列车横向稳定性的影响,并对其参数进行优化。选取对横向稳定性有较大影响的六个结构和使用参数,对每个参数设立十一个水平,通过不同水平之间的组合得出不同的横摆振幅,运用均匀试验法对六个参数进行优化,得出最优的横摆振幅,并确定了与横向稳定性有关的主要评价参数。由此得出半挂汽车列车应采用的参数,提高其横向稳定性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究的目的和意义
• 1.2 汽车列车国内外研究状况
• 1.3 多刚体系统动力学分析
• 1.3.1 动力学分析方法介绍
• 1.3.2 ADAMS动力学分析
• 1.4 本文研究的主要内容
• 1.5 本章小结
• 第2章 半挂汽车列车横向稳定性理论分析
• 2.1 半挂汽车列车横向稳定性的评价参数
• 2.2 轮胎侧偏特性
• 2.2.1 轮胎的坐标系
• 2.2.2 轮胎的侧偏现象
• 2.3 半挂汽车列车行驶稳定性数学模型
• 2.3.1 建立坐标系
• 2.3.2 半挂汽车列车运动微分方程
• 2.4 半挂汽车列车稳态转向特性
• 2.4.1 稳态响应
• 2.4.2 稳态响应的三种类型
• 2.4.3 半挂汽车列车稳态响应
• 2.5 半挂汽车列车系统运动的动态特性
• 2.6 本章小结
• 第3章 半挂汽车列车虚拟样机的建立
• 3.1 虚拟样机技术概论
• 3.2 ADAMS软件简介
• 3.2.1 ADAMS软件功能
• 3.2.2 应用ADAMS软件进行车辆动态仿真分析基本步骤
• 3.3 半挂汽车列车整车仿真参数的确定
• 3.3.1 建模前的参数准备
• 3.3.2 半挂汽车列车整车结构尺寸
• 3.3.3 质量和惯性元件参数
• 3.4 轮胎模型的建立
• 3.4.1 轮胎建模需考虑的因素
• 3.4.2 ADAMS中的轮胎模型
• 3.4.3 半挂汽车列车轮胎模型
• 3.5 整车仿真模型的建立
• 3.5.1 钢板弹簧的建立
• 3.5.2 牵引车前悬架模型
• 3.5.3 牵引车后悬架模型
• 3.5.4 半挂汽车列车转向系模型
• 3.5.5 半挂汽车列车整车模型
• 3.6 整车系统虚拟样机模型的校验
• 3.6.1 稳态转向试验验证
• 3.6.2 转向盘角阶跃输入试验验证
• 3.7 本章小结
• 第4章 半挂汽车列车弯道行驶仿真分析
• 4.1 虚拟样机仿真算法的基本理论
• 4.2 半挂汽车列车弯道行驶仿真分析
• 4.2.1 道路模型
• 4.2.2 半挂汽车列车侧翻试验
• 4.2.3 半挂汽车列车的甩尾试验
• 4.2.4 半挂汽车列车制动试验
• 4.2.5 转向盘角脉冲输入试验
• 4.3 本章小结
• 第5章 半挂汽车列车横向稳定性参数优化
• 5.1 半挂汽车列车参数对横向稳定性的影响
• 5.1.1 牵引点位置对横向稳定性的影响
• 5.1.2 半挂车质心位置对横向稳定性的影响
• 5.1.3 车速对横向稳定性的影响
• 5.2 半挂汽车列车参数优化
• 5.2.1 均匀设计方法简介
• 5.2.2 均匀设计表的设计
• 5.2.3 试验结果分析与优化
• 5.3 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 附录 1 物理量名称及符号表
• 附录 2 线性回归分析过程
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文及科研工作
• 致谢