重卡双前桥转向系统虚拟样机仿真和优化设计

论文摘要

本文从虚拟样机技术的特点和优势出发,以消除轮胎异常磨损为目的,阐述了双前桥转向系运动学、动力学分析以及转向系结构优化的方法。在分析双前桥各轮运动关系的基础上,推导出双摇臂机构及转向梯形机构空间运动学关系式。用MATLAB软件建立数学模型,并利用ADAMS软件建立近似于原车的虚拟样车机模型,获取两种模型的转向性能曲线,通过比较分析来验证虚拟样机模型的可行性。然后基于虚拟样机模型,进行了运动学、动力学分析,推导出转向系与悬架干涉公式,并对干涉进行校核。最后对汽车双前桥转向系统参数进行优化设计,取得了明显效果,为汽车优化设计提出了较为合理的优化方案。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 致谢
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究的背景及意义
• 1.2 虚拟样机技术的国内外研究概况
• 1.3 双前桥转向系统优化设计方法的国内外研究概况
• 1.4 课题的来源和研究的主要内容
• 第二章 虚拟样机技术及ADAMS 软件介绍
• 2.1 虚拟样机技术简介
• 2.1.1 虚拟技术的研究对象
• 2.1.2 虚拟样机技术的相关技术
• 2.1.3 虚拟样机技术的工程应用及几种典型的虚拟样机应用软件
• 2.2 ADAMS 软件简介
• 2.2.1 ADAMS 概述
• 2.2.2 ADAMS 模块介绍
• 2.2.3 ADAMS 多体动力学理论
• 2.2.3.1 ADAMS 多刚体系统的组成
• 2.2.3.2 ADAMS 多刚体的自由度
• 2.2.3.3 ADAMS 多刚体动力学方程
• 2.2.4 ADAMS 分析设计流程
• 2.3 本章小结
• 第三章 双前桥转向系统数学模型的建立
• 3.1 转向系统相关介绍
• 3.1.1 转向系的组成及传递关系
• 3.1.2 影响转向性能的因素
• 3.2 转向轮理想运动关系
• 3.3 利用MATLAB 软件建立数学模型
• 3.3.1 模型的假设
• 3.3.2 双前桥转向系统转向双摇臂机构数学模型的建立
• 3.3.3 双前桥转向系统转向梯形机构数学模型的建立
• 3.4 ADAMS/View 中虚拟样机模型的建立
• 3.4.1 模型假设
• 3.4.2 模型参数的获取和确定
• 3.4.3 虚拟样机模型
• 3.5 转向轮转角曲线的获取及虚拟样机模型的验证
• 3.5.1 MATLAB 中得到的转角关系曲线
• 3.5.2 ADAMS 仿真得到的转角关系曲线
• 3.5.3 虚拟样机模型的验证
• 3.6 本章小结
• 第四章 双前桥转向系统运动学及动力学分析
• 4.1 转向系运动学分析
• 4.1.1 转向性能分析
• 4.1.2 转向系统与悬架干涉简介
• 4.1.2.1 转向系统与悬架干涉校核及
• 4.1.2.2 悬架干涉量的计算分析
• 4.2 转向系统动力学分析
• 4.2.1 ADAMS 中钢板弹簧建模方法介绍
• 4.2.2 钢板弹簧建模介绍
• 4.3 ADAMS 仿真结果
• 4.3.1 运动学仿真结果
• 4.3.2 动力学仿真结果
• 4.4 本章小结
• 第五章 双前桥转向系统的优化
• 5.1 优化设计简介
• 5.1.1 优化设计发展概况
• 5.1.2 优化设计数学模型三要素
• 5.1.3 优化算法的实现
• 5.2 双前桥转向系统优化
• 5.2.1 双摇臂机构优化设计
• 5.2.1.1 优化设计数学模型的建立
• 5.2.1.2 灵敏度分析
• 5.2.1.3 双摇臂机构优化结果
• 5.2.1.4 双摇臂机构优化结果分析
• 5.2.2 梯形机构的优化
• 5.2.2.1 梯形机构数学模型
• 5.2.2.2 优化设计结果
• 5.2.2.3 梯形机构优化结果分析
• 5.3 转向机构优化结果
• 5.4 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 全文总结
• 6.2 展望
• 参考文献
• 附录
• 攻读硕士学位期间发表的论文
• 攻读硕士学位期间参与的科研项目