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人—车—路环境下电动自行车动态性能与碰撞安全性研究
| 论文题名： | 人—车—路环境下电动自行车动态性能与碰撞安全性研究 |
| 关键词： | 电动自行车;动态特性;碰撞安全性;人-车-路系统;刚柔耦合模型 |
| 摘要： | 动态特性是电动自行车行业进一步发展急需解决的问题，同时碰撞安全性也是随着电动自行车的发展逐渐凸显的问题。本文以提高电动自行车的动态特性为目的，以全减振电动自行车为研究对象，通过建立人－车－路动力学模型，对其动态性能和碰撞特性进行了深入分析，取得了以下主要研究成果： 基于五自电度两轮车动力学模型，将电池作为独立刚体，通过弹性环节与主车架连接建立了六自由度模型。通过仿真分析，获得了电池质量、电池的安装位置、电池与车架的连接刚度等因素对整车系统动特性的影响规律。 利用ANSYS软件，建立了具有转动副和移动副的整车车架有限元模型，并由模态实验验证了该模型的准确性。设计了四种不同截面形状和尺寸的主车架，通过分析获得了主车架的不同结构特性对整车车架动特性的影响规律。对主车架的壁厚参数进行了灵敏度分析，为合理构建整车车架的动特性提供了有效的方法。 基于动力学分析和人体模型软件，建立了人－车－路环境下的刚柔耦合动力学模型。基于正弦和梯形路面激励，获得了车架构件柔性、电池、人体质量、减振器刚度等因素对整车动态特性的影响规律。揭示出这些参数是电动自行车动态设计中所应考虑的重要因素。 设计了便携式动态数据采集系统并进行了实车实验。实验验证了人－车－路刚柔耦合模型的有效性和可行性，并测试了电动自行车在不同路面激励下的动态响应。为评价电动自行车的动特性奠定了基础。 建立了电动自行车与障碍物正面碰撞的仿真模型。该模型中人体与电动自行车之间的接触关系可以依据人体的不同响应进行调节。通过不同工况下的碰撞仿真分析，得到了人体的不同动态行为及其与碰撞速度之间的影响规律。为电动自行车事故的人体损伤研究奠定了基础。 |
| 作者： | 杜文华 |
| 专业： | 机械工程;机械制造及其自动化 |
| 导师： | 张大卫 |
| 授予学位： | 博士 |
| 授予学位单位： | 天津大学 |
| 学位年度： | 2010 |
| 正文语种： | 中文 |
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