重載車輛與其他運輸車輛相比有一些顯著特點：經濟效益好,功率大,強度高等。為保障重載車輛良好的轉向性能,必須對這些特點及由此引發(fā)的問題進行專門的研究。對于載貨車慣常采用的轉向系統(tǒng)結構,大的轉角設計很容易造成轉向輪與周邊部件干涉及轉向機構卡死、左右轉向不對稱等后果。 本文針對的是一種重載車輛新型轉向機構：中心臂六桿轉向機構進行了分析研究,該轉向機構是針對梯形機構大轉角處容易出現(xiàn)死點的不足提出的,該機構能夠滿足重載車輛的轉向大轉角要求；與傳統(tǒng)的轉向機構相比較,簡化了縱向傳遞機構形式。 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,如何設計高速汽車的操縱穩(wěn)定性成為目前汽車行業(yè)普遍關心的問題。本文還著重研究了直接影響汽車操縱穩(wěn)定性的關鍵部件,即轉向傳動機構的優(yōu)化設計和動力學分析。主要工作如下：虛擬樣機技術和多體動力學的理論分析,整體把握了解虛擬樣機技術,重點研究了虛擬樣機ADAMS的建模、仿真及剛柔耦合。分析了多體動力學理論,其中重點研究了柔性體模態(tài)集成法和集成有限元模型的多體理論。 二、在充分理解轉向結構的基礎上,對已設計完成的重載車輛新型轉向機構,建立了空間分析模型,應用虛擬樣機技術聯(lián)合有限元軟件對中心臂六桿轉向機構進行了剛柔耦合分析。對比仿真結果,確定了設計的轉向機構存在的問題并加以改進。 三、運用優(yōu)化設計理論,對轉向系統(tǒng)空間桿系進行了目標優(yōu)化設計,從而最大程度地提高車輛的操縱穩(wěn)定性。利用MATLAB編寫程序對轉向傳動系統(tǒng)進行了優(yōu)化,對原有模型存在的問題進行了分析和改進。 四、對轉向機構的桿件進行了詳細的運動學和動力學分析,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,并進行仿真,求解出了桿件所受的載荷。 通過上述分析和研究,實現(xiàn)了對重載車輛兩軸連桿轉向機構的剛柔耦合分析,解決了該轉向設計過程中遇到的關鍵問題；同時本文研究成果也可以對以后相關課題的研究有一定的參考價值。
【學位單位】：西安理工大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：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 多軸轉向機構的相關國內外研究現(xiàn)狀
        1.2.2 剛柔耦合多體系統(tǒng)動力學研究現(xiàn)狀
        1.2.3 多體系統(tǒng)動力學在汽車動力學研究中的應用
    1.3 本課題的研究對象、意義及內容
        1.3.1 本課題的研究對象
        1.3.2 本課題的意義
        1.3.3 主要內容
2 虛擬樣機技術和多體系統(tǒng)動力學
    2.1 引言
    2.2 虛擬樣機技術
        2.2.1 虛擬樣機技術概述
        2.2.2 虛擬樣機技術的優(yōu)點
        2.2.3 虛擬樣機技術的應用
        2.2.4 虛擬樣機技術的國內外現(xiàn)狀
    2.3 ADAMS軟件
        2.3.1 ADAMS軟件的特點
        2.3.2 ADAMS軟件主要模塊
    2.4 多體系統(tǒng)動力學基礎理論
        2.4.1 多體系統(tǒng)動力學研究概述
        2.4.2 多體動力學模型
        2.4.3 多體動力學理論
    2.5 多剛體系統(tǒng)動力學
    2.6 多柔體系統(tǒng)動力學理論基礎
        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 柔性多體動力學方程的建立
    2.7 多體動力學理論在ADAMS軟件中的運用
    2.8 本章小結
3 剛柔耦合轉向機構仿真模型的建立及仿真分析
    3.1 新型轉向機構的模型的驗證
        3.1.1 轉向機構模型
        3.1.2 轉向性能對比分析
    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)動力學模型
        3.4.1 輪胎的受力
R'>        3.4.2 轉向輪的轉向阻力矩MR

    3.5 仿真及結果分析
    3.7 本章小結
4 雙軸轉向機構數(shù)學模型的建立及優(yōu)化
    4.1 雙軸轉向機構的設計
        4.1.1 基本轉向理論
        4.1.2 設計方法選取
        4.1.3 雙軸轉向機構的數(shù)學模型的建立
    4.2 雙軸轉向機構的優(yōu)化
        4.2.1 機構優(yōu)化設計理論
        4.2.2 雙軸轉向機構優(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 應用MATLAB優(yōu)化函數(shù)求解整體數(shù)學模型
        4.3.4 求解結果
    4.4 本章小結
5 中心臂六桿轉向機構的MATLAB軟件仿真
    5.1 基本連桿機構的仿真
        5.1.1 機構的運動學仿真
        5.1.2 機構的動力學仿真
        5.1.3 MATLAB中的Simulink仿真
    5.2 轉向機構的動力學分析
        5.2.1 AB桿的MATLAB運動學仿真模塊
        5.2.2 RRRⅡ級桿組運動學仿真模塊
        5.2.3 6RⅢ級桿組的運動學仿真模塊
        5.2.4 AB桿的動力學仿真模塊
        5.2.5 RRRⅡ級桿組動力學仿真模塊
        5.2.6 6RⅢ級桿組的動力學仿真模塊
    5.3 中心臂六桿轉向機構MATLAB動力學仿真
        5.3.1 中心臂六桿轉向機構
        5.3.2 中心臂六桿轉向機構MATLAB仿真模型
        5.3.3 中心臂轉向機構MATLAB仿真結果
    5.4 本章小結
6 總結與展望
    6.1 全文總結
    6.2 不足與展望
致謝
參考文獻
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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