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四轮转向汽车的非线性模型及动力分析
| 论文题名： | 四轮转向汽车的非线性模型及动力分析 |
| 关键词： | 四轮转向;非线性;十自由度;混沌 |
| 摘要： | 该文针对四轮转向系统建立了一个多自由度的车辆非线性动力学模型,反映实际结构的主要因素对汽车运动的影响并揭示其物理意义,加深人们对问题物理本质的理解和认识,突出问题的关键之所在.并进行了数值仿真计算,进一步证实4WS系统优越的灵活性和良好的稳定性.同时利用传统的二自由度模型和考虑车辆纵向运动的三自由度模型进行了数值分析,并与十自由度模型进行了比较.主要工作用:(1)建立了一个完备的十自由茺四轮转向汽车的非线性动力模型.这一模型具有更为广泛的适用性,可以用于汽车紧急机动时横向加速度较高情形下的动力分析.(2)对十自由度四轮转向汽车的非线性动力模型进行了相应的数值分析,结果表明:·4WS逆相位转向时转弯半径最小,转弯较为容易,与2WS汽车相比,汽车具有较好的机动性;4WS同向转向时 的转弯半径最大,具有不足转向转向的特性.·4WS系统非常灵活,司机可以根据路面状况进行控制,在低速大转角时可采用逆相位转向方式,中高速运动时采用同相位转向方式以提高行驶稳定性.·4WS逆相位转向时,前、后轮上的横向力绕车体质心产生相同的转动方向,因此,逆相位转向时具有较大的横摆角速度,同相位转向时横摆角速度较小,但车体质心处的横向力较大.·与2WS系统相比,4WS同相位转向时横摆角速度增长较慢,汽车响应时间较长,过摆量减少,反应时间减少,这对汽车高速行驶时的转向特性而言是比较理想的.·4WS同相位转向时,汽车悬挂部分的俯仰和侧倾运动最为平缓,这有利于提高乘员的舒适性.(3)分别对二、三自由度模型的汽车用数值分析方法进行了稳定性分析并与十自由度模型进行了比较,结果进一步证明了4WS系统具有较好的转向灵活性和良好的稳定性.丛数值分析结果来看,相对于十自由度模型,二、三自由度模型的结果偏于保守.(4)对四轮转向汽车/司机闭环系统,采用理论结合数值分析的方法讨论了汽车稳定性,并证实了汽车在特定参数下具有发生混沌运动的可能. |
| 作者： | 姚永建 |
| 专业： | 固体力学 |
| 导师： | 韩强 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 华南理工大学 |
| 学位年度： | 2004 |
| 正文语种： | 中文 |
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