理论教育 摩托车及全地形车振动控制研究的创新与展望

摩托车及全地形车振动控制研究的创新与展望

时间:2023-10-11 理论教育 版权反馈
【摘要】:主要创新①深入研究国内外人体振动研究成果,建立基于时域和频域的摩托车及全地形车整车振动评价方法。利用搭建的摩托车及全地形车整车振动评价硬软件系统,对两款全地形车进行了整车振动评价分析。进而提出将发动机简化为相同质心、质量及转动惯量的长方体,建立车架挂发动机有限元简化模型。改进后的分析结果表明,所提出的改进方案均可明显改善车架或车架挂发动机的结构动态特性,有利于摩托车及全地形车整车振动的控制。

摩托车及全地形车振动控制研究的创新与展望

(1)主要创新

①深入研究国内外人体振动研究成果,建立基于时域和频域摩托车及全地形车整车振动评价方法。 并在此基础上搭建了摩托车及全地形车硬件测试系统,开发了基于IMC FAMOS 的后处理软件。 利用搭建的摩托车及全地形车整车振动评价硬软件系统,对两款全地形车进行了整车振动评价分析。 分析结果表明,时域法和频域法的结果相差很小,都可准确评价全地形车的振动。 但由于时域法思路清晰,计算速度快,推荐使用时域法进行评价。

②针对全地形车车架挂发动机有限元建模过程中发动机三维模型建立及网格划分难度均较大的情况,从有限元分析的基本原理出发,找出了发动机简化模拟建模时,对其动态特性结果影响较大的质量、质心转动惯量等参数。 模拟仿真分析结果同样表明考虑了质量、质心、转动惯量3 个参数的有限元简化形体仿真结果与复杂形体(如发动机)最为吻合。 进而提出将发动机简化为相同质心、质量及转动惯量的长方体,建立车架挂发动机有限元简化模型。 试验法和解析法的结果对比表明,所提出的发动机简化方法可行,能达到在设计或改进阶段预测各种性能的目的,节约了大量的时间和成本。

③以一款摩托车及两款全地形车为实例,从车架及车架挂发动机的动态特性角度出发,讨论了路面激励和发动机激励对车架或车架挂发动机动态特性的影响,进而发现了其结构设计上的不足之处。 结合分析结果,提出了简单且易实施的修改方案。 改进后的分析结果表明,所提出的改进方案均可明显改善车架或车架挂发动机的结构动态特性,有利于摩托车及全地形车整车振动的控制。

④发动机平动位置对车架挂发动机动态特性的影响分析结果表明,某款全地形车发动机平动位置较为合理,后续优化工作需要考虑转动位置。 采用形状优化方法,以发动机安装位置和俯仰角度为变量对车架挂发动机的动态特性进行优化。 优化结果表明,在保障其他几阶频率变化较小的情况下,将发动机向后平移17 mm,向右平移40 mm,向上平移1.5 mm,绕横向顺时针转动10.2°后,可提高车架挂发动机的一阶模态频率4.9 Hz。

(2)今后研究工作展望(www.daowen.com)

本书研究了摩托车及全地形车整车振动的关键技术,提出了摩托车及全地形车整车振动评价方法,开发了硬件测试系统和后续软件分析系统,研究了车架及车架挂发动机结构动态特性,建立了摩托车及全地形车刚柔耦合多体动力学模型,并在此基础上探讨了悬架系统控制策略。 但是摩托车及全地形车整车振动及控制涉及因素众多,结构非常复杂,许多特性及影响因素还有待深入研究,主要体现在以下几个方面:

①发动机与整车振动匹配研究时,未将车架挂发动机动态特性与悬置系统进行结合优化,有待继续深入研究。

②在对摩托车及全地形车整车振动仿真时,路面模型是通过计算机模拟出来的,而不是通过采集器进行采集所得到的真实路面谱。

③在对全地形车悬架控制策略分析时,未考虑控制力执行机构的特点,有待继续深入研究。

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