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汽车滑移门系统的运动学和多刚体动力学建模与参数优化
| 论文题名： | 汽车滑移门系统的运动学和多刚体动力学建模与参数优化 |
| 关键词： | 汽车滑移门系统;运动学分析模型;动力学模型;平顺性;误差分析 |
| 摘要： | 滑移门作为一种较为特殊的汽车车门形式,因其相对于传统的旋转式铰链车门具有的车门开度大和开启后占用外部空间小等优势被越来越广泛的应用于MPV和微型厢式车(微车)车型。衡量滑移门质量的主要性能指标包括开闭过程中的运动平顺性,其中平顺性与滑移门的运动学及动力学特性直接相关。同时,闭合状态下振动异响问题的出现对滑移门的制造质量控制提出了更高要求。因此,针对滑移门这一特殊车门型式以及相关的工程问题,系统的运动学、动力学建模及分析是非常必要的。然而,现有关于车门的研究大量针对旋转式铰接车门,主要集中在研究旋转车门的关闭力、关闭能量以及车门装配偏差及装配质量控制研究上。对于滑移门结构,相关的系统研究还较为缺失,尚未有对整体滑移门的结构及运动学、动力学性能做过系统的建模及分析。 本文针对车辆滑移门开闭平顺性、闭合状态时在路面起伏较大路段的振动异响等实际工程问题,分别建立了滑移门系统的运动学和动力学分析模型。研究了制造偏差对滑移门运动平顺性和闭合状态下动力学性能的影响,并进行了参数优化设计和试验验证。主要研究工作包括以下三个方面: 1)根据滑移门主要构件功能及其相互关系,分析了滑移门系统空间四连杆机构构型,并建立了滑移门机构的运动学分析模型,编制了基于Matlab的全参数化滑移门运动学分析程序,并用UG软件的运动仿真模块计算结果进行了模型验证。 2)基于多刚体动力学理论,引入修正Hertz接触模型,描述滑移门导轮与导轨的接触问题,建立了滑移门系统的动力学模型;借助于ADAMS软件对某车型滑移门进行了动力学建模,并通过与实车滑移门开闭试验对比,验证了所建立的滑移门分析模型的有效性。 3)基于滑移门系统的动力学模型,研究了制造偏差对滑移门开闭平顺性影响,并进行了平顺性灵敏度分析;通过有限元建模和频响分析方法分析了偏差对闭合状态下滑移门动力学性能的影响,最后对滑移门的性能指标进行了优化设计。 滑移门的质量与整车质量密切相关。本文所提出的建模和分析方法,将提高滑移门的前期设计和开发效率,并节约成本。 |
| 作者： | 刘鹏飞 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 来新民;郑辉 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 上海交通大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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