重載車輛與其他運(yùn)輸車輛相比有一些顯著特點(diǎn)：經(jīng)濟(jì)效益好,功率大,強(qiáng)度高等。為保障重載車輛良好的轉(zhuǎn)向性能,必須對這些特點(diǎn)及由此引發(fā)的問題進(jìn)行專門的研究。對于載貨車慣常采用的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu),大的轉(zhuǎn)角設(shè)計很容易造成轉(zhuǎn)向輪與周邊部件干涉及轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)卡死、左右轉(zhuǎn)向不對稱等后果。 本文針對的是一種重載車輛新型轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)：中心臂六桿轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)進(jìn)行了分析研究,該轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)是針對梯形機(jī)構(gòu)大轉(zhuǎn)角處容易出現(xiàn)死點(diǎn)的不足提出的,該機(jī)構(gòu)能夠滿足重載車輛的轉(zhuǎn)向大轉(zhuǎn)角要求；與傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)相比較,簡化了縱向傳遞機(jī)構(gòu)形式。 由于汽車的操縱穩(wěn)定性是影響汽車高速安全性的重要因素。因此,如何設(shè)計高速汽車的操縱穩(wěn)定性成為目前汽車行業(yè)普遍關(guān)心的問題。本文還著重研究了直接影響汽車操縱穩(wěn)定性的關(guān)鍵部件,即轉(zhuǎn)向傳動機(jī)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計和動力學(xué)分析。主要工作如下：虛擬樣機(jī)技術(shù)和多體動力學(xué)的理論分析,整體把握了解虛擬樣機(jī)技術(shù),重點(diǎn)研究了虛擬樣機(jī)ADAMS的建模、仿真及剛?cè)狁詈�。分析了多體動力學(xué)理論,其中重點(diǎn)研究了柔性體模態(tài)集成法和集成有限元模型的多體理論。 二、在充分理解轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,對已設(shè)計完成的重載車輛新型轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu),建立了空間分析模型,應(yīng)用虛擬樣機(jī)技術(shù)聯(lián)合有限元軟件對中心臂六桿轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)進(jìn)行了剛?cè)狁詈戏治�。對比仿真結(jié)果,確定了設(shè)計的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)存在的問題并加以改進(jìn)。 三、運(yùn)用優(yōu)化設(shè)計理論,對轉(zhuǎn)向系統(tǒng)空間桿系進(jìn)行了目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計,從而最大程度地提高車輛的操縱穩(wěn)定性。利用MATLAB編寫程序?qū)D(zhuǎn)向傳動系統(tǒng)進(jìn)行了優(yōu)化,對原有模型存在的問題進(jìn)行了分析和改進(jìn)。 四、對轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的桿件進(jìn)行了詳細(xì)的運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)分析,得出了全面的動態(tài)約束方程。利用Simulink仿真工具,對基本的桿件建立了仿真模型,并進(jìn)行仿真,求解出了桿件所受的載荷。 通過上述分析和研究,實(shí)現(xiàn)了對重載車輛兩軸連桿轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的剛?cè)狁詈戏治?解決了該轉(zhuǎn)向設(shè)計過程中遇到的關(guān)鍵問題；同時本文研究成果也可以對以后相關(guān)課題的研究有一定的參考價值。
【學(xué)位單位】：西安理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2009
【中圖分類】：U463.4;TH112
【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 課題背景
    1.2 本課題的研究狀況
        1.2.1 多軸轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的相關(guān)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.2 剛?cè)狁詈隙囿w系統(tǒng)動力學(xué)研究現(xiàn)狀
        1.2.3 多體系統(tǒng)動力學(xué)在汽車動力學(xué)研究中的應(yīng)用
    1.3 本課題的研究對象、意義及內(nèi)容
        1.3.1 本課題的研究對象
        1.3.2 本課題的意義
        1.3.3 主要內(nèi)容
2 虛擬樣機(jī)技術(shù)和多體系統(tǒng)動力學(xué)
    2.1 引言
    2.2 虛擬樣機(jī)技術(shù)
        2.2.1 虛擬樣機(jī)技術(shù)概述
        2.2.2 虛擬樣機(jī)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)
        2.2.3 虛擬樣機(jī)技術(shù)的應(yīng)用
        2.2.4 虛擬樣機(jī)技術(shù)的國內(nèi)外現(xiàn)狀
    2.3 ADAMS軟件
        2.3.1 ADAMS軟件的特點(diǎn)
        2.3.2 ADAMS軟件主要模塊
    2.4 多體系統(tǒng)動力學(xué)基礎(chǔ)理論
        2.4.1 多體系統(tǒng)動力學(xué)研究概述
        2.4.2 多體動力學(xué)模型
        2.4.3 多體動力學(xué)理論
    2.5 多剛體系統(tǒng)動力學(xué)
    2.6 多柔體系統(tǒng)動力學(xué)理論基礎(chǔ)
        2.6.1 離散化方法
        2.6.2 模態(tài)集成法
        2.6.3 集成有限元模型的多體理論分析
        2.6.4 柔性多體動力學(xué)方程的建立
    2.7 多體動力學(xué)理論在ADAMS軟件中的運(yùn)用
    2.8 本章小結(jié)
3 剛?cè)狁詈限D(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)仿真模型的建立及仿真分析
    3.1 新型轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的模型的驗(yàn)證
        3.1.1 轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)模型
        3.1.2 轉(zhuǎn)向性能對比分析
    3.2 ADAMS/FLEX中的柔性體
    3.3 柔性體部件模型的建立
        3.3.1 模態(tài)綜合法的簡介
        3.3.2 模態(tài)中性文件的生成
        3.3.3 連桿的柔性體模型
    3.4 系統(tǒng)動力學(xué)模型
        3.4.1 輪胎的受力
R'>        3.4.2 轉(zhuǎn)向輪的轉(zhuǎn)向阻力矩MR

    3.5 仿真及結(jié)果分析
    3.7 本章小結(jié)
4 雙軸轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)數(shù)學(xué)模型的建立及優(yōu)化
    4.1 雙軸轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計
        4.1.1 基本轉(zhuǎn)向理論
        4.1.2 設(shè)計方法選取
        4.1.3 雙軸轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的數(shù)學(xué)模型的建立
    4.2 雙軸轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的優(yōu)化
        4.2.1 機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計理論
        4.2.2 雙軸轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)優(yōu)化分析
    4.3 基于MATLAB的總體模型求解
        4.3.1 MATLAB簡介
        4.3.2 MATLAB優(yōu)化工具箱的簡介
        4.3.3 應(yīng)用MATLAB優(yōu)化函數(shù)求解整體數(shù)學(xué)模型
        4.3.4 求解結(jié)果
    4.4 本章小結(jié)
5 中心臂六桿轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的MATLAB軟件仿真
    5.1 基本連桿機(jī)構(gòu)的仿真
        5.1.1 機(jī)構(gòu)的運(yùn)動學(xué)仿真
        5.1.2 機(jī)構(gòu)的動力學(xué)仿真
        5.1.3 MATLAB中的Simulink仿真
    5.2 轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的動力學(xué)分析
        5.2.1 AB桿的MATLAB運(yùn)動學(xué)仿真模塊
        5.2.2 RRRⅡ級桿組運(yùn)動學(xué)仿真模塊
        5.2.3 6RⅢ級桿組的運(yùn)動學(xué)仿真模塊
        5.2.4 AB桿的動力學(xué)仿真模塊
        5.2.5 RRRⅡ級桿組動力學(xué)仿真模塊
        5.2.6 6RⅢ級桿組的動力學(xué)仿真模塊
    5.3 中心臂六桿轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)MATLAB動力學(xué)仿真
        5.3.1 中心臂六桿轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)
        5.3.2 中心臂六桿轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)MATLAB仿真模型
        5.3.3 中心臂轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)MATLAB仿真結(jié)果
    5.4 本章小結(jié)
6 總結(jié)與展望
    6.1 全文總結(jié)
    6.2 不足與展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄
    作者碩士期間發(fā)表論文

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本文編號：2887581

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