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《华南理工大学》 2010年
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整体耦合式消扭悬架系统原理及其运动学和动力学研究

童伟  
【摘要】:对于在崎岖不平的复杂道路上行驶的越野汽车,路面的不平度输入引起的车轮垂直载荷的不均匀将引起车身(车架)的扭转载荷,会使车辆零部件出现早期疲劳破坏、车身断裂等状况。同时车轮垂直载荷严重不均匀时,会使车轮出现悬空的趋势,使接地性能变坏,影响到车辆正确的驱动和转向能力,降低其越野能力。因此研制能消除扭转载荷的悬架系统,对于越野车辆来说,无疑具有重要的现实意义。 根据中国工程院郭孔辉院士提出的“消扭悬架”的思想,针对某国产SUV车辆,设计了一种适合前扭杆-后板簧悬架形式的消扭机构,将前后四轮悬架整体耦合起来,以改善不平路面冲击下各车轮垂直载荷的均匀性,大幅度减轻车身受到的扭转和动载荷,提高车轮接地性。通过建立消扭悬架系统原理的物理模型和动力学方程,揭示了消扭悬架是一种刚度可变的“主动悬架”的实质。 以多体动力学理论为基础,在ADAMS/View环境下建立原车和有消扭悬架的车辆的多体动力学模型。在纵倾、侧倾和对扭三种典型路面上,对消扭悬架的应用效果进行了仿真分析,研究结果表明消扭悬架系统能够有效改善在不平路面上车轮的受力状况,减轻车架承受的扭转载荷,改善车轮的接地性。同时对所建仿真模型进行了脉冲输入平顺性和随机输入平顺性仿真试验,仿真结果表明在单凸块脉冲激励和高频小振幅路面激励作用下,有无消扭机构的车辆的平顺性几乎相同。除此之外,还进行了整车操纵稳定性的仿真试验,仿真结果表明在稳态回转试验中在高速段有消扭悬架的车辆比无消扭的表现出更多的不足转向特性,在稳态回转试验、转向瞬态响应试验和单移线试验中有消扭悬架车辆的侧倾角、横摆角速度和侧向加速度比无消扭车辆稍小外,其他有关操纵稳定性的指标都几乎相同,表明消扭悬架机构不会对操纵稳定性带来不利影响。 开发了基于ARM9处理器的操作系统为Linux的车辆轴荷动态测试系统,利用该系统进行了有无消扭情况下单凸块路面、对扭路面下车轮垂直载荷的动态测试,试验结果表明,有消扭悬架的车辆能有效地减小各车轮垂直载荷之间的差异,减小车架所受的扭转载荷,改善车轮的接地性。试验结果与仿真结果比较接近,证明了所建模型的正确性。 利用悬架KC试验台进行了同向轮跳试验、反向轮跳试验、纵向力加载试验、侧向力加载试验和回正力矩加载试验,试验结果表明有消扭悬架的车辆除了纵向柔度比原车稍增大,对车辆的操纵稳定性带来较小的不利影响外,与原车具有基本相同的操纵稳定性,而在特定的受载情形下,某些与操纵稳定性有关的特性参数如前束角、外倾角、单边轮距、侧倾刚度等方面的变化,更有利于提高车辆的操纵稳定性;有消扭悬架车辆的车轮垂直刚度比无消扭的有所增加,有利于在受到不平度输入时均衡各车轮的垂直载荷,提高消扭效果。
【学位授予单位】:华南理工大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:U463.33

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【引证文献】
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1 童伟;;车辆轮荷动态测试系统研究[J];机床与液压;2012年05期
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1 陈丰;钢铝混合材料车身框架结构疲劳耐久性研究[D];华南理工大学;2011年
【参考文献】
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1 陈广秋;孙蕙莲;;汽车悬架性能测试系统的研究与设计[J];长春理工大学学报(自然科学版);2009年03期
2 吴学雷;国内外军用汽车发展历史、现状及趋势综述(三)[J];导弹与航天运载技术;2001年05期
3 李孟良;聂彦鑫;过学迅;杨波;;汽车道路谱标准现状与趋势研究[J];公路;2009年11期
4 陶坚;任恒山;;三轴平衡悬架载货汽车平顺性建模研究[J];广西工学院学报;2006年02期
5 童伟;郭孔辉;黄向东;;新型消扭悬架车辆的消扭能力及接地性仿真[J];华南理工大学学报(自然科学版);2009年07期
6 童伟;郭孔辉;黄向东;;整体耦合式消扭悬架操纵稳定性试验仿真研究[J];机床与液压;2008年11期
7 温吾凡,林逸;平面机械系统运动学的分析方法[J];吉林工业大学学报;1988年01期
8 刘铸永;洪嘉振;;柔性多体系统动力学研究现状与展望[J];计算力学学报;2008年04期
9 童伟;郭孔辉;黄向东;;全局耦合消扭悬架系统动力学仿真研究(英文)[J];交通与计算机;2008年06期
10 郑银环;张仲甫;;钢板弹簧力学特性的非线性有限元分析[J];机械科学与技术;2008年07期
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1 柳江;基于虚拟样机技术悬架系统性能分析和优化设计[D];上海交通大学;2007年
2 程路;车辆动态称重技术研究[D];浙江大学;2008年
3 王爽;某微车悬架K&C特性研究及其对整车操纵稳定性的影响[D];吉林大学;2008年
4 门玉琢;基于ADAMS的重型载货汽车可靠性仿真与试验研究[D];吉林大学;2009年
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1 乔明侠;基于多体动力学的汽车平顺性仿真分析及悬架参数优化[D];合肥工业大学;2005年
2 陈国椿;基于ADAMS的油气消扭悬架系统仿真分析[D];吉林大学;2005年
3 涂俊敏;机械式消扭悬架系统应用效果的仿真分析[D];吉林大学;2007年
4 王蠡;K&C悬架试验台设计及操纵稳定性分析[D];吉林大学;2007年
5 王凯峰;基于虚拟现实与虚拟样机的汽车操纵稳定性研究[D];合肥工业大学;2007年
6 董英娟;汽车平顺性仿真分析与悬架参数优化[D];重庆交通大学;2008年
【共引文献】
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1 王泽云,苏晓韵;可展空间索杆结构展开过程的仿真计算[J];四川建筑科学研究;2005年03期
2 汪涌;龚光军;;模型(汽车)试验低速风洞设计[J];安徽职业技术学院学报;2011年01期
3 边铭瑞;丁品先;;汽车曲线制动工况的轴间动态制动力分配数学模型[J];安徽工学院学报;1989年01期
4 李伯峰;韩永法;;7CBY—1型挂车液压制动装置的设计[J];安徽工学院学报;1991年01期
5 王其东;羊拯民;;数值方法在汽车性能预测中的应用[J];安徽工学院学报;1992年01期
6 方锡邦;;对汽车制动效能评价标准的探讨[J];安徽工学院学报;1992年04期
7 张海涛;高洪;查为民;孟舒;;具有LQG控制器的主动悬架半车模型动力学分析与仿真[J];安徽工程大学学报;2012年01期
8 干洪;力学学科的发展现状与21世纪展望[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2001年02期
9 余震;沈琛林;陈雪辉;;基于ADAMS的行星减速器运动学仿真研究[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2009年05期
10 杨启耀;张文娜;王存宝;周孔亢;;空气悬架弹性元件特性的理论研究[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2010年03期
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1 曹洁;吕敬;王琪;彭慧莲;;含滚动摩阻非光滑多体系统动力学方程的数值计算方法[A];第十三届全国非线性振动暨第十届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议摘要集[C];2011年
2 李韶华;杨绍普;路永婕;;三向轮胎力作用下路面的动力响应分析[A];第十三届全国非线性振动暨第十届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议摘要集[C];2011年
3 路永婕;杨绍普;李韶华;陈娜;;钢板弹簧非线性刚度特性实验及参数识别[A];第十三届全国非线性振动暨第十届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议摘要集[C];2011年
4 芮筱亭;戎保;;多体系统传递矩阵法研究进展[A];第十三届全国非线性振动暨第十届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议摘要集[C];2011年
5 王诗虎;孙营;杨宇;杨玉良;董华东;;超级单胎牵引车振动仿真分析与优化[A];第七届中国CAE工程分析技术年会暨2011全国计算机辅助工程(CAE)技术与应用高级研讨会论文集[C];2011年
6 龙威;赵彬;;精密空气静压导轨组件传动系统的设计与分析[A];第十五届流体动力与机电控制工程学术会议论文集[C];2011年
7 高洪;赵韩;;用于VSC的动力学模型、控制器设计与仿真综述[A];2004“安徽制造业发展”博士科技论坛论文集[C];2004年
8 魏道高;乔明侠;周福庚;吕召全;;汽车转向轮主销内倾角设计计算[A];2004“安徽制造业发展”博士科技论坛论文集[C];2004年
9 任国清;;HFC6700轻型客车制动过程的仿真计算[A];安徽省第五届“兴皖之光”青年学术年会论文集(工科卷)[C];2005年
10 宋宇;郑泉;陈黎卿;;基于ADAMS/Car Ride车辆平顺性仿真研究[A];现代农业理论与实践——安徽现代农业博士科技论坛论文集[C];2007年
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1 周平;柔体动力学初值问题拟变分原理及其应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 刘翔宇;基于直接横摆力矩控制的车辆稳定性研究[D];合肥工业大学;2010年
3 查云飞;类菱形车转向系统研究与分析[D];湖南大学;2010年
4 陈海卫;波轮式全自动洗衣机脱水振动与抑制机理的研究[D];江南大学;2010年
5 罗石;线控转向系统主动安全预测控制策略的研究[D];江苏大学;2010年
6 杨陈;低噪声轻量化单缸柴油机的虚拟设计技术研究[D];浙江大学;2009年
7 郭磊;车用动力总成结构振动噪声的虚拟预测与分析技术研究[D];浙江大学;2009年
8 姚廷强;球轴承多体接触动力学研究[D];昆明理工大学;2009年
9 任彬;精密塑料注射成型装备产品数字化设计关键技术及平台构建[D];浙江大学;2010年
10 吴参;车辆半主动悬架非线性特性与控制算法研究[D];浙江大学;2010年
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1 雷云云;基于被动式四足机器人的运动学及动力学分析[D];山东科技大学;2010年
2 詹峰;井下煤仓清仓机器人机械臂结构设计与新型清仓技术研究[D];山东科技大学;2010年
3 于张喜;立式刨切机机构设计优化[D];山东科技大学;2010年
4 吴小旺;液压支架机液联合仿真与液压控制系统分析[D];山东科技大学;2010年
5 孙晓红;小口径深井救援机器人的设计研究[D];山东科技大学;2010年
6 陈斌;PJR-2X型喷浆机器人交互式虚拟样机系统开发[D];山东科技大学;2010年
7 姜波;挠性驱动盘疲劳试验台的研制[D];长春理工大学;2010年
8 王禹;双质量飞轮扭转疲劳试验台的研究[D];长春理工大学;2010年
9 梁鹏飞;基于数字化功能样机的炸药破碎机性能分析[D];长春理工大学;2010年
10 史永伟;轮式装载机驱动桥多体动力学仿真分析[D];浙江理工大学;2010年
【同被引文献】
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1 王利,朱晓东,张丕军,陆匠心;汽车轻量化与先进的高强度钢板[J];宝钢技术;2003年05期
2 蒋国平,王国林,周孔亢;汽车整车振动特性研究综述[J];广西大学学报(自然科学版);2001年03期
3 尚德广,姚卫星;基于临界面法的多轴疲劳损伤参量的研究[J];航空学报;1999年04期
4 王威,王文,陈子辰;汽车设计中的疲劳寿命估计方法及其最新发展[J];机电工程;1999年05期
5 林逸;刘静岩;张君媛;张建伟;王宇;;微型客车概念设计阶段车身结构抗撞性分析[J];吉林大学学报(工学版);2006年03期
6 侯文彬;胡平;刘大有;丁袆;;基于知识的车身结构概念设计工具——IVCD[J];吉林大学学报(工学版);2006年05期
7 林晓斌;机械产品的一体化抗疲劳设计[J];CAD/CAM与制造业信息化;2004年Z1期
8 黄鹏程;张林波;柳杨;瞿元;陈伟;;副车架疲劳台架试验的有限元模拟[J];计算机辅助工程;2006年S1期
9 夏秀岳;索小争;胡玉梅;涂文兵;;微型客车车身疲劳破坏CAE仿真[J];计算机辅助工程;2008年04期
10 朱平,林忠钦,陈关龙,葛龙;铝合金材料在轿车车身轻量化中的应用研究[J];计算机仿真;2004年08期
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1 贺小勇;客车车身骨架有限元分析及接点形式对疲劳寿命的影响[D];大连理工大学;2006年
2 单勇;客车车身骨架的疲劳分析方法研究[D];吉林大学;2006年
3 谢然;多目标优化方法在车身结构轻量化设计中的应用研究[D];华南理工大学;2010年
4 熊飞;基于刚弹耦合客车车身结构疲劳寿命分析[D];华南理工大学;2010年
【二级参考文献】
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1 唐少炎,汤伯森;对粘弹性材料力学性质的再认识[J];包装工程;2001年03期
2 赫雄;ADAMS动力学仿真算法及参数设置分析[J];传动技术;2005年03期
3 曲守平,张立军;路面不平度的时频小波分析[J];长春大学学报;1999年01期
4 程路;张宏建;李青;陈佩华;;软质电容称重传感机理的初步研究[J];传感技术学报;2006年06期
5 杨三序;基于四相检测技术的微电容传感器[J];传感器技术;2003年10期
6 姚恩涛;季娟;张明;;两轴车辆动态称重信号分析方法研究[J];传感器技术;2005年12期
7 封飚;汽车动力学特性仿真分析与ADAMS软件[J];城市车辆;2001年03期
8 唐雪松,郑健龙,蒋持平;传统疲劳经验公式的损伤力学解释[J];长沙交通学院学报;2000年02期
9 张雨,袁明新,吴文兵;车辆动态称重仪使用现状及其轴重信号分析[J];长沙交通学院学报;2003年01期
10 刘璟,胡江碧,彭利人,蔡中东;论我国高速公路建立超载称重站的紧迫性[J];东北公路;2003年02期
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 王其东;基于多体理论的汽车悬架系统分析、设计与控制研究[D];合肥工业大学;2002年
2 郑银环;汽车钢板弹簧计算模型研究[D];武汉理工大学;2005年
3 袁忠诚;轮胎稳态模型研究[D];吉林大学;2006年
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1 郭虎;汽车试验场可靠性强化试验强化系数的研究[D];浙江大学;2003年
2 乔明侠;基于多体动力学的汽车平顺性仿真分析及悬架参数优化[D];合肥工业大学;2005年
3 姜斌;8X8轮式越野车独立悬架和整车性能仿真分析与优化[D];吉林大学;2005年
4 陈国椿;基于ADAMS的油气消扭悬架系统仿真分析[D];吉林大学;2005年
5 蒋先平;汽车主要总成参数关于操纵稳定性的灵敏度分析及优化[D];吉林大学;2005年
6 陈黎卿;基于ADAMS的悬架优化及控制研究[D];合肥工业大学;2005年
7 赵秋芳;基于ADAMS的汽车操纵稳定性仿真试验初步研究[D];大连理工大学;2006年
8 金凌鸽;统一轮胎模型与动力学软件的连接[D];吉林大学;2006年
9 黄承修;基于虚拟样机技术的汽车行驶平顺性仿真研究[D];浙江大学;2006年
10 李鹏;汽车试验场道路强化系数的研究[D];吉林大学;2007年
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2 黄志刚;毛恩荣;梁新成;朱慧;朱清萍;;汽车悬架发展的研究[J];机械设计与制造;2006年11期
3 初长宝;陈无畏;;汽车底盘系统分层式协调控制[J];机械工程学报;2008年02期
4 王勇军;沙美华;郭小刚;;汽车悬架控制技术的研究现状和发展趋势[J];农机使用与维修;2008年02期
5 杨泽华;陶奕骁;潘毅;;轿车悬架项目开发关键技术研究[J];机械工程师;2010年02期
6 舒红宇,李伟,何渝生;汽车主动悬架的理论分析及模型试验[J];汽车工程;1991年03期
7 李仲兴;晋旋;江洪;;基于NSGA-Ⅱ悬架参数优化设计[J];拖拉机与农用运输车;2010年01期
8 李坤;钟崴;童水光;吴燕玲;;基于遗传算法的客车前独立悬架及转向系统的运动学优化设计[J];机械设计;2010年06期
9 杨柳青;汪文龙;李明红;初长宝;;基于ADAMS的悬架多柔体动力学仿真[J];拖拉机与农用运输车;2006年02期
10 周力;殷小霖;;关于车辆电控悬架系统的研究[J];上海汽车;2007年06期
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1 孙云秋;;中国悬架弹簧生产现状及发展趋势[A];全国金属制品信息网第22届年会论文集[C];2010年
2 杨绍普;申永军;刘献栋;;汽车磁流变智能阻尼悬架系统的半主动控制研究[A];新世纪 新机遇 新挑战——知识创新和高新技术产业发展(上册)[C];2001年
3 孙义杰;巢凯年;于芳芳;;ADAMS/VIEW在汽车前悬架仿真的应用及优化分析[A];2005年“南骏杯”汽车学术年会论文集[C];2005年
4 张云清;项俊;陈立平;孙营;;整车多体动力学模型的建立及其试验验证[A];中国力学学会学术大会'2005论文摘要集(下)[C];2005年
5 董泽光;张佑林;;电流变阻尼悬架系统的半主动控制研究[A];2003中国控制与决策学术年会论文集[C];2003年
6 李家柱;陈剑;陈心昭;;基于AMEsim的整车建模与仿真[A];第二十一届全国振动与噪声高技术及应用学术会议论文集[C];2008年
7 张竞先;江浩;余卓平;;汽车可变阻尼悬架系统的数值仿真分析[A];2000年上海市系统仿真学会学术年会论文专辑[C];2000年
8 张思才;徐友钜;廖昌荣;;微型汽车悬架系统磁流变减振器研究[A];四川省振动工程学会2002年学术会议论文集[C];2002年
9 陆凤仪;徐格宁;;独立悬架系统与转向传动机构的运动学特性研究[A];第十四届全国机构学学术研讨会暨第二届海峡两岸机构学学术交流会论文集[C];2004年
10 潘筱;刘永;杨爱军;;ADAMS在汽车动力学仿真中的应用研究[A];第三届河南省汽车工程科技学术研讨会暨2006年省汽学会理事会议资料[C];2006年
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1 孙云秋;中国悬架弹簧生产面面观[N];世界金属导报;2010年
2 孙云秋;悬架弹簧向高强度方向发展[N];中国工业报;2003年
3 弹簧专业协会秘书长 孙云秋;悬架弹簧业机遇大问题多[N];中国工业报;2003年
4 何国龚志伟;国际水准的新悬架 系统实现垂直切换[N];中国质量报;2007年
5 广文;东风汽车悬架弹簧有限公司提升核心竞争力[N];经济日报;2002年
6 本报记者 张翼;以高品质悬架产品和服务提升中国客车[N];机电商报;2008年
7 王少伟;致力于成为中国悬架行业的领航者[N];湖北日报;2011年
8 本报记者 许强;以德强将 以法治企[N];厂长经理日报;2001年
9 翁光华董琰;COROLLA卡罗拉有效订单超2.4万份[N];中国工业报;2007年
10 新势;一汽丰田 卡罗拉上市两月订单逾两万[N];中国质量报;2007年
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1 童伟;整体耦合式消扭悬架系统原理及其运动学和动力学研究[D];华南理工大学;2010年
2 金凌鸽;C级车悬架KnC特性优化设计方法研究[D];吉林大学;2010年
3 侯宇明;基于指标分解的商用车悬架系统动态优化研究[D];华中科技大学;2011年
4 毛建中;菱形车悬架系统优化设计与动力学分析[D];湖南大学;2009年
5 李所军;月球探测车摇臂悬架设计参数优化与折展实验研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
6 逄淑一;面向主观评价的汽车动力学建模研究[D];吉林大学;2011年
7 孙丽;基于操纵稳定性的混合动力客车平顺性评价与优化[D];江苏大学;2012年
8 柳江;基于虚拟样机技术悬架系统性能分析和优化设计[D];上海交通大学;2007年
9 陈双;基于电控空气悬架的轿车平顺性和操纵稳定性协调控制研究[D];吉林大学;2012年
10 张浩;客车操纵稳定性分析及其控制策略研究[D];吉林大学;2012年
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1 王莹;新型汽车主动悬架系统及其鲁棒控制研究[D];广东工业大学;2005年
2 唐晓阳;新型磁流变液阻尼器在装载机悬架系统的应用研究[D];兰州理工大学;2011年
3 邱巍;磁流变整车悬架系统半主动控制器的设计和性能分析研究[D];南京师范大学;2011年
4 王学新;中气轿车多连杆悬架系统K&C特性分析与操纵稳定性评价研究[D];湖南大学;2010年
5 陈星;基于电磁执行器的智能悬架能量回收研究[D];重庆大学;2011年
6 宋翰;卡车悬架系统振动特性分析及其智能控制研究[D];湖南大学;2012年
7 吴小春;汽车悬架性能参数不解体检测的研究[D];西华大学;2006年
8 杨茵;铰接式自卸汽车悬架纵向传力机构的有限元分析[D];河南科技大学;2010年
9 陈黎卿;基于ADAMS的悬架优化及控制研究[D];合肥工业大学;2005年
10 张鸿强;运动型多功能车悬架系统的分析与研究[D];华北电力大学(河北);2010年
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