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双前桥转向重型汽车摆振系统Hopf分岔特性研究
| 论文题名： | 双前桥转向重型汽车摆振系统Hopf分岔特性研究 |
| 关键词： | 重型汽车;双前桥;摆振系统;多极限环;Hopf分岔 |
| 摘要： | 摆振普遍存在于现代汽车的悬架及转向系统中，受悬架机构刚性、转向机构刚性、轮胎的侧向特性、以及干摩擦等因素的影响。在受到不同的初始激励时，汽车摆振系统表现出不同的极限环运动特性。单桥转向系统的摆振现象研究已很深入，很多研究成果在汽车设计和改良过程中得到应用。较之乘用车普遍采用的单桥转向系统，重型汽车双前桥转向系统结构更加复杂，所需承受来自各个方向的载荷更大，其摆振特性也与单桥转向系统有所不同，而目前对重型汽车双前桥转向系统摆振的研究尚为少见。随着重型汽车在市场地位的提升，其转向系统摆振特性的研究亟待加强，以便为重型汽车转向系统的设计和改良提高参考。 为了研究重型汽车双前桥转向系统摆振特性及由其导致的整车侧倾和侧滑现象，本文采用理论定性和数值仿真相结合的方法分析了干摩擦力矩诱发单自由度轮胎摆振模型产生的多极限环振荡现象，并以此为基础，建立重型汽车双前桥转向系统多自由度摆振模型。本文主要研究内容如下: (1)考虑轮胎绕其主销转动的干摩擦，采用具有粘滞记忆效应的Coulomb干摩擦模型，建立转向轮摆振的单自由度模型，运用动力学理论和MATLAB软件对系统进行分析，研究单轮摆振系统的多极限环响应现象，并分析了系统结构参数对分岔特性的影响。 (2)考虑重型汽车双前桥转向系统的转向轮、车桥、悬架、轮胎、转向中间传动机构等的影响，建立重型汽车双前桥转向系统九自由度摆振模型。应用动力学理论分析系统的Hopf分岔特性，运用MATLAB/Simulink对建立的模型进行数值仿真分析，并将两者的结果进行对比。另外，还研究了系统结构参数对双前桥系统摆振特性的影响。 (3)考虑悬架以上机构的侧倾、整车侧向滑移及轮胎绕自身主销的干摩擦对重型汽车双前桥摆振系统的影响，建立重型汽车整车摆振十一自由度模型，采用MATLAB/Simulink数值仿真方法分析干摩擦力矩对双前桥汽车转向轮摆振及整车侧向滑移的影响。 研究发现，具有迟滞记忆效应的干摩擦可诱发摆振系统发生退化的Hopf分岔进而产生多极限环。重型汽车双前桥系统的摆振是一种超临界Hopf分岔，合理地设计摆振系统的干摩擦、主销后倾角、转向系统刚度等参数能够有效减小系统的摆振幅值，降低摆振强度。 |
| 作者： | 蒋亦斌 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 魏道高 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 合肥工业大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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