本文關(guān)鍵詞：車輛動力學仿真中的輪胎數(shù)學模型研究現(xiàn)狀，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《山東建筑大學》 2011年

汽車電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)動力學仿真及分析

陳海鷗  

【摘要】：汽車產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展,人們在對車輛的不斷需求的同時也越來越重視交通事故。從過去的汽車事故調(diào)查中可以發(fā)現(xiàn),除了人為因素導(dǎo)致的車禍外,汽車機械部件的損壞是造成車禍的第二大殺手。而汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)作為影響汽車操縱穩(wěn)定性、行駛安全性和駕駛舒適性的關(guān)鍵子系統(tǒng),因其部件損壞而造成的交通事故也時有發(fā)生。 電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)因其質(zhì)量輕、節(jié)能、環(huán)保、助力特性優(yōu)良等特點在市場上漸漸地普及開來,并有進一步取代液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的趨勢。本文將EPS的拉桿球頭的變形影響作為主要分析對象,選取齒條式EPS,對球頭變形和未變形的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)機械部分結(jié)構(gòu)進行有限元靜力分析比較,并引入到整車模型中,對整車模型進行動力學仿真模擬,驗證變形球頭對整車行駛安全性能的影響,為結(jié)構(gòu)優(yōu)化和改進提供依據(jù)。 首先,選擇齒條式電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)作為研究對象,研究對影響拉桿球頭變形的相關(guān)部件之間的相互作用關(guān)系,對某廠家一款電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的總裝圖進行模型抽取和簡化,將系統(tǒng)分成6個子零件在Pro/E中分別建模,按照各子零件之間的運動關(guān)系進行裝配形成電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的三維模型,并總結(jié)在建模過程中遇到的問題和解決方法； 其次,使用有限元分析理論對已經(jīng)建好的電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)模型進行系統(tǒng)靜力分析。經(jīng)過模型導(dǎo)入、單元及材料選擇,網(wǎng)格劃分、建立接觸對其結(jié)果分析,得出齒條式電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)機械部分結(jié)構(gòu)的應(yīng)力集中區(qū)域。分析結(jié)果表明,拉桿球頭的脖頸、銷以及超彈性材料橡膠都是該系統(tǒng)中應(yīng)力集中容易發(fā)生變形的部位。并與實際變形球頭有限元分析結(jié)果進行對比,驗證了分析的正確性；且與實際轉(zhuǎn)向系統(tǒng)工作的情形相符,模型分析結(jié)果真實可信,為轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的機械部分結(jié)構(gòu)優(yōu)化提供了依據(jù)。 最后,使用整車仿真技術(shù),建立整車模型,根據(jù)對拉桿球頭變形的分析結(jié)果,修改其中的部分參數(shù)以模擬球頭變形情況,將變形拉桿球頭的狀態(tài)在ADAMS中模擬仿真出來,并與具有正常未變形拉桿球頭的整車系統(tǒng)進行動力學仿真分析比較。通過對整車的漂移仿真、角脈沖轉(zhuǎn)向仿真結(jié)果比較,可以看出,具有變形拉桿球頭的車輛比球頭沒有變形前的車輛,在車輛行駛軌跡、縱傾角、側(cè)傾角、橫擺加速度、車速等都有影響,而這些參數(shù)都是衡量車輛的操控性和安全性的重要參數(shù),變形球頭對參數(shù)的影響給車輛行駛安全帶來了隱患。 本文的研究,為汽車及零部件的故障分析、結(jié)構(gòu)分析以及整車的動力學仿真分析,提供了有一定參考價值的思路和依據(jù)；并通過分析為汽車結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計和改進指明方向�？梢越鉀Q汽車復(fù)雜結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)動力優(yōu)化設(shè)計問題,具有一定的工程應(yīng)用價值。

【關(guān)鍵詞】：
【學位授予單位】：山東建筑大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2011
【分類號】：U463.4
【目錄】：

摘要4-6

ABSTRACT6-10

第一章 緒論10-15

1.1 課題研究背景10-11

1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀概述11-13

1.2.1 國外研究現(xiàn)狀11-12

1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀12-13

1.3 本課題主要內(nèi)容13-15

第二章 EPS基本理論及機械部分三維模型建立15-28

2.1 EPS的結(jié)構(gòu)及工作原理15-16

2.2 EPS關(guān)鍵技術(shù)16-17

2.3 EPS的分類17-19

2.4 電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)機械部分三維模型建立19-27

2.4.1 三維建模理論的發(fā)展概況19-22

2.4.2 參數(shù)化建模理論22

2.4.3 齒條式EPS機械部分三維模型建立22-27

2.5 本章小結(jié)27-28

第三章 電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)機械部分有限元分析28-48

3.1 有限元法概述28-30

3.2 非線性分析理論30-32

3.3 齒條式EPS機械部分應(yīng)力分析32-47

3.3.1 模型導(dǎo)入32-33

3.3.2 材料屬性及單元選擇33-37

3.3.3 有限元網(wǎng)格劃分37-38

3.3.4 接觸對的建立及參數(shù)設(shè)置38-40

3.3.5 定義邊界條件和載荷40-41

3.3.6 計算結(jié)果及分析41-47

3.4 本章小結(jié)47-48

第四章 球頭變形后整車仿真與對比48-65

4.1 整車分析背景48-52

4.1.1 運動學模型建立48-49

4.1.2 運動學模型求解49

4.1.3 動力學分析49-52

4.2 整車組合實體模型建立及仿真52-59

4.2.1 建立前懸架模型子系統(tǒng)并進行模型驗證52-56

4.2.2 整車組合的其他子系統(tǒng)56-59

4.3 調(diào)節(jié)模型參數(shù)與設(shè)置仿真環(huán)境59-60

4.4 執(zhí)行仿真及結(jié)果對比60-64

4.4.1 開環(huán)轉(zhuǎn)向仿真事件-漂移仿真60-63

4.4.2 開環(huán)轉(zhuǎn)向仿真-角脈沖轉(zhuǎn)向仿真63-64

4.5 建議64

4.6 本章小結(jié)64-65

第五章 結(jié)論與展望65-67

5.1 結(jié)論65-66

5.2 展望66-67

參考文獻67-69

致謝69-70

攻讀碩士學位期間論文發(fā)表及科研情況70

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5 初長寶;汽車底盤系統(tǒng)分層式協(xié)調(diào)控制研究[D];合肥工業(yè)大學;2008年

6 趙景波;汽車EPS混雜控制系統(tǒng)理論、設(shè)計及實現(xiàn)研究[D];江蘇大學;2009年

7 劉俊;基于快速控制原型的電動助力轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)研究[D];合肥工業(yè)大學;2009年

8 徐漢斌;電動轉(zhuǎn)向器控制系統(tǒng)研究[D];武漢理工大學;2007年

9 袁朝春;電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)μ分析與綜合控制及試驗研究[D];江蘇大學;2007年

10 聶佳梅;基于灰色預(yù)測的汽車SAS與EPS集成系統(tǒng)分層協(xié)調(diào)控制研究[D];江蘇大學;2009年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 史明光;汽車主動懸架系統(tǒng)與電動助力轉(zhuǎn)向的集成魯棒控制研究[D];合肥工業(yè)大學;2004年

2 程源;汽車電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的動力學分析與控制策略研究[D];中北大學;2011年

3 楊孝劍;汽車電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的動力學分析與控制研究[D];合肥工業(yè)大學;2003年

4 朱海;電動助力轉(zhuǎn)向匹配分析及性能評價研究[D];吉林大學;2004年

5 楊慰;汽車電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)控制策略研究[D];武漢理工大學;2011年

6 陳海鷗;汽車電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)動力學仿真及分析[D];山東建筑大學;2011年

7 關(guān)勇剛;軸助力式汽車電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的研究與開發(fā)[D];華中科技大學;2005年

8 姚勝華;電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的研制[D];浙江大學;2004年

9 逯海燕;汽車電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)動力學分析[D];重慶交通大學;2010年

10 王華強;汽車電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的設(shè)計與改進[D];浙江大學;2011年

  本文關(guān)鍵詞：車輛動力學仿真中的輪胎數(shù)學模型研究現(xiàn)狀，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：117909