本文關(guān)鍵詞：三軸拉臂式垃圾車鋼板彈簧性能分析與操縱穩(wěn)定性研究

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【摘要】：隨著我國人口城市化進程不斷發(fā)展,城市人口迅猛增加,導(dǎo)致城市生活垃圾越來越多。為能對各種大量的生活垃圾及時、快速、高效運輸和處理,各種不同類型的環(huán)衛(wèi)車輛應(yīng)運而生。然而,現(xiàn)有企業(yè)在新產(chǎn)品研發(fā)過程中只注重對環(huán)衛(wèi)車輛主要工作部件及箱體的設(shè)計研發(fā),忽略底盤通過改裝后對整車操縱穩(wěn)定性研究,致使車輛在極限工況下存在安全隱患。在此背景下,結(jié)合某公司生產(chǎn)的三軸拉臂式垃圾車整車模型,在鋼板彈簧剛度實驗和非獨立懸架系統(tǒng)性能分析研究的基礎(chǔ)上,應(yīng)用多體動力學(xué)仿真分析軟件MSC.ADAMS對該垃圾車虛擬樣機的操縱穩(wěn)定性進行仿真試驗,開展的工作主要有：(1)在東風(fēng)DFL1250A8型汽車底盤的基礎(chǔ)上,對三軸拉臂式垃圾車進行總體改裝設(shè)計,進行活動箱體、拉臂機構(gòu)以及副車架總布置設(shè)計,對改裝后的車輛質(zhì)心位置進行分析計算,利用ADAMS中的ADAMS/CAR模塊構(gòu)建前、后懸架系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng),車輪等子系統(tǒng)模型,并完成整車虛擬裝配。(2)分析了車輛前、后鋼板彈簧懸架總成剛度與車廂側(cè)傾角剛度的關(guān)系,研究在一定工況下前、后車橋左、右車輪垂直載荷重新分配對汽車操縱穩(wěn)定性的影響。(3)構(gòu)建三軸鋼板彈簧懸架模型并對其做剛度計算,重點研究載質(zhì)量變化較大的后懸架鋼板彈簧剛度,進行有限元分析,并通過實驗驗證其剛性,證明ADAMS中鋼板彈簧模型的準(zhǔn)確性。使得整車模型在ADAMS中分析操縱穩(wěn)定性時,更加符合實際工況。(4)對整車虛擬樣機進行轉(zhuǎn)向盤角脈沖輸入仿真試驗、轉(zhuǎn)向盤角階躍輸入仿真試驗、轉(zhuǎn)向盤回正性仿真試驗、穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)向特性仿真試驗和蛇形仿真試驗。并在此基礎(chǔ)上,分析研究改變箱體質(zhì)心相對位置對車輛操縱穩(wěn)定性的影響。通過研究分析表明：三軸拉臂式垃圾車整車操縱穩(wěn)定性良好,實驗測得鋼板彈簧剛度比理論計算的剛度高出7.7%。有限元計算結(jié)果與實測結(jié)果相當(dāng)接近,23個測點中絕大多數(shù)測點的結(jié)果相差都在6%以內(nèi),只有3個測點的結(jié)果相差達10%或超出10%,證明了ADAMS中鋼板彈簧模型構(gòu)建是符合整車實際工況需求的。得出了箱體質(zhì)心位置的前后變化對三軸拉臂式垃圾車的瞬態(tài)響應(yīng)特性影響比較明顯,基本不會影響其穩(wěn)態(tài)特性。對加裝工作裝置的車輛不同工況下操縱性能分析與研究,尋求提高車輛操縱穩(wěn)定性的方法與途徑,從而獲得良好的行駛安全性能、縮短研發(fā)周期、提高企業(yè)在市場中的競爭優(yōu)勢,為環(huán)衛(wèi)車輛研發(fā)和車輛改裝提供一定的研究基礎(chǔ)。
【關(guān)鍵詞】：懸架系統(tǒng) 操縱穩(wěn)定性 鋼板彈簧 多體動力學(xué) 仿真試驗
【學(xué)位授予單位】：揚州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U463.334.1;U469.691
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-9
• 第一章 緒論9-13
• 1.1 課題研究的背景9
• 1.2 國內(nèi)外專用車輛發(fā)展現(xiàn)狀9-10
• 1.3 國內(nèi)外操縱穩(wěn)定性研究現(xiàn)狀10-11
• 1.3.1 操縱穩(wěn)定性概述10
• 1.3.2 汽車操縱穩(wěn)定性國外研究現(xiàn)狀10-11
• 1.3.3 汽車操縱穩(wěn)定性國內(nèi)研究現(xiàn)狀11
• 1.4 課題主要研究內(nèi)容和意義11-12
• 1.5 本章小結(jié)12-13
• 第二章 三軸拉臂式垃圾車改裝設(shè)計13-22
• 2.1 三軸拉臂式垃圾車主要性能參數(shù)的選擇13-15
• 2.1.1 底盤介紹13-14
• 2.1.2 整車總體尺寸14
• 2.1.3 選定質(zhì)量參數(shù)14-15
• 2.1.4 其他性能參數(shù)15
• 2.2 活動箱結(jié)構(gòu)設(shè)計15-16
• 2.2.1 活動箱結(jié)構(gòu)形式15
• 2.2.2 活動箱體尺寸參數(shù)的選定15-16
• 2.3 拉臂機構(gòu)設(shè)計16-19
• 2.3.1 拉臂機構(gòu)主要設(shè)計參數(shù)16-18
• 2.3.2 三軸拉臂式垃圾車工作過程18-19
• 2.4 副車架設(shè)計19-21
• 2.4.1 副車架主要尺寸設(shè)計19
• 2.4.2 副車架強度剛度校核19-21
• 2.5 本章小結(jié)21-22
• 第三章 三軸拉臂式垃圾車整車仿真模型構(gòu)建22-32
• 3.1 ADAMS/CAR模塊概述22
• 3.2 模型構(gòu)建原則22-23
• 3.3 整車模型構(gòu)建的方法23
• 3.4 虛擬樣機模型的參數(shù)獲取23-24
• 3.5 整車模型的建立24-30
• 3.5.1 構(gòu)建轉(zhuǎn)向系模型24-25
• 3.5.2 構(gòu)建前、后鋼板彈簧模型25
• 3.5.3 構(gòu)建前、后車輪模型25-26
• 3.5.4 構(gòu)建駕駛室系統(tǒng)26-27
• 3.5.5 構(gòu)建動力傳動系統(tǒng)模型27
• 3.5.6 構(gòu)建制動系統(tǒng)模型27-28
• 3.5.7 構(gòu)建前懸架系統(tǒng)模型28-29
• 3.5.8 構(gòu)建后懸架及驅(qū)動系統(tǒng)模型29
• 3.5.9 構(gòu)建車架與活動箱模型29-30
• 3.6 構(gòu)建整車裝配模型30-31
• 3.7 本章小結(jié)31-32
• 第四章 非獨立懸架系統(tǒng)與操縱穩(wěn)定性的理論關(guān)系32-50
• 4.1 非獨立懸架概述32
• 4.2 懸架系統(tǒng)影響操縱穩(wěn)定性的因素32-34
• 4.2.1 非獨立懸架的側(cè)傾角剛度計算32-33
• 4.2.2 車廂的側(cè)傾角33-34
• 4.3 左、右車輪上的垂直載荷重新分配對穩(wěn)態(tài)響應(yīng)的影響34-36
• 4.4 縱截面為梯形的變截面板簧理論計算36-39
• 4.4.1 前懸少片變截面鋼板彈簧理論計算39
• 4.4.2 后懸少片變截面鋼板彈簧理論計算39
• 4.5 少片變截面鋼板彈簧的有限元分析39-41
• 4.5.1 劃分單元網(wǎng)格40
• 4.5.2 有限元分析計算鋼板彈簧應(yīng)力與變形40-41
• 4.6 鋼板彈簧剛度實驗41-46
• 4.6.1 試驗設(shè)備及相關(guān)材料的性能測試42
• 4.6.2 實驗原理和測試裝置設(shè)計42-43
• 4.6.3 少片變截面鋼板彈簧布片方法43
• 4.6.4 板簧預(yù)緊時應(yīng)力測試43
• 4.6.5 鋼板彈簧整體加載、卸載測試43-46
• 4.7 承載8t時板簧各測點實測應(yīng)力與有限元分析的列表對照46-48
• 4.7.1 測點位置示意圖46-47
• 4.7.2 測點布片示意圖47
• 4.7.3 承載8t時板簧各測點實測應(yīng)力與計算應(yīng)力的列表對照47-48
• 4.8 有限元分許與實驗結(jié)果對比結(jié)論48-49
• 4.9 本章小結(jié)49-50
• 第五章 整車虛擬樣機運動仿真與分析50-82
• 5.1 仿真的基本術(shù)語50
• 5.2 操縱穩(wěn)定性評價內(nèi)容與評價方法50-51
• 5.3 轉(zhuǎn)向盤角階躍輸入仿真試驗51-55
• 5.3.1 仿真工況及參數(shù)設(shè)置51-52
• 5.3.2 仿真結(jié)果52-54
• 5.3.3 仿真結(jié)果分析54-55
• 5.4 轉(zhuǎn)向盤角脈沖輸入仿真試驗55-60
• 5.4.1 仿真工況及參數(shù)設(shè)置56
• 5.4.2 仿真結(jié)果56-58
• 5.4.3 仿真結(jié)果分析58-60
• 5.5 轉(zhuǎn)向回正性能仿真試驗60-65
• 5.5.1 仿真工況及參數(shù)設(shè)置60-61
• 5.5.2 仿真結(jié)果61-63
• 5.5.3 仿真結(jié)果分析63-65
• 5.6 穩(wěn)態(tài)回轉(zhuǎn)性能仿真試驗65-69
• 5.6.1 仿真工況及參數(shù)設(shè)置65
• 5.6.2 仿真結(jié)果65-68
• 5.6.3 仿真結(jié)果分析68-69
• 5.7 蛇形仿真試驗69-73
• 5.7.1 仿真工況及參數(shù)設(shè)置69
• 5.7.2 仿真結(jié)果69-72
• 5.7.3 仿真結(jié)果分析72-73
• 5.8 活動箱質(zhì)心位置前后變化對操縱穩(wěn)定性的影響73-81
• 5.8.1 活動箱體質(zhì)心仿真試驗參數(shù)設(shè)置73-74
• 5.8.2 不同位置的質(zhì)心在轉(zhuǎn)向盤階躍響應(yīng)中的影響74-75
• 5.8.3 不同位置的質(zhì)心在脈沖響應(yīng)中的影響75-77
• 5.8.4 不同位置的質(zhì)心在回正性仿真中的影響77-79
• 5.8.5 不同位置的質(zhì)心在穩(wěn)態(tài)回轉(zhuǎn)仿真中的影響79-81
• 5.9 本章小結(jié)81-82
• 第六章 工作總結(jié)與展望82-84
• 6.1 工作總結(jié)82-83
• 6.2 工作展望83-84
• 參考文獻84-87
• 附錄 鋼板彈簧剛度實驗數(shù)據(jù)87-97
• 致謝97-98
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的論文98-99

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