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基于爆胎车辆控制的复合式磁流变转向阻尼器研究
| 论文题名： | 基于爆胎车辆控制的复合式磁流变转向阻尼器研究 |
| 关键词： | 汽车爆胎;车辆控制;转向阻尼器;磁流变液 |
| 摘要： | 汽车高速行驶爆胎是一种极其危险的情况，严重影响汽车的行驶稳定性。通常驾驶员对爆胎现象缺乏处理经验，导致严重交通事故的发生。因此，研究爆胎车辆稳定性控制问题具有十分重要的意义。磁流变液是一种用途广泛、性能优良的智能材料，基于磁流变技术的阻尼器具有精确的实时控制能力、连续可逆变化的阻尼力、良好的耐久性能和简单的结构，非常适用于解决爆胎车辆稳定性控制的问题。本文根据转向系统对车辆爆胎稳定性的影响规律，结合磁流变阻尼器的优良性能，设计一种复合式磁流变转向阻尼器，将其安装在汽车转向系统的转向横拉杆位置，阻尼器整体结构既能实现爆胎车辆的稳定性控制，其活塞杆又替代了车辆原本转向横拉杆的功能。 本研究主要内容包括：⑴参考前人研究的磁流变阻尼器性能的基础上，结合爆胎车辆引起的爆胎轮胎的力学特性变化以及爆胎车辆转向横拉杆实车试验，得出胎压变化与转向横拉杆力的值有一定关系，证实了复合式转向阻尼器控制爆胎车辆稳定性的可行性。⑵建立车辆理想运动模型，并确定了控制参数目标横摆角速度和质心侧偏角，采用线性二次型调节器最优设计作为决策附加横摆力矩的控制算法，控制爆胎车辆稳定性通过两种方式联合来实现，一部分由复合式转向阻尼器提供的阻尼力产生的反向横摆力矩来抵消，剩余部分通过差动制动的方式控制轮缸压力将制动力矩合理地分配到制动车轮来实现。⑶经过理论分析，设计复合式磁流变转向阻尼器，当汽车发生爆胎现象时，阻尼器通入电流，处于工作状态，控制汽车转向，减轻汽车偏航；当汽车处于正常行驶状态时，阻尼器处于不工作状态，不影响汽车的正常行驶，爆胎事故排除后，此装置可以重复使用。设计过程中，首先选取了双出杆阻尼器结构类型，并对复合式转向阻尼器各元件进行材料的选择，然后通过计算对阻尼器进行结构尺寸的确定和磁路的设计，最后计算出阻尼器的磁阻和功率，并且绘制了阻尼器的二维工程图，运用Solidworks建立了阻尼器的三维模型。⑷通过ANSYS对复合式磁流变转向阻尼器磁路进行有限元分析，得出阻尼器的设计较为合理的结论，并且分析出在输入不同电流值情况下，阻尼器输出的阻尼力和磁感应强度的变化。最后将阻尼通道长度和阻尼通道间隙作为设计参数对复合式阻尼器的尺寸优化分析，并将优化前后的结构和性能进行比对，得出优化后的阻尼器结构更加合理，性能更加优良。 |
| 作者： | 李文婷 |
| 专业： | 交通运输工程 |
| 导师： | 韩加蓬;孙廷军 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 山东理工大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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