水罐消防车ADAMS操纵稳定性平顺性悬架参.doc

水罐消防车操纵稳定性及平顺性仿真分析
【摘要】 随着我国消防装备制造技术的发展,消防车的性能得到了越来越多的关注。操纵稳定性和行驶平顺性作为消防车的重要动态性能,是其改装设计中的关键性能指标。本文以多体系统动力学理论为基础,结合某公司的基于二类底盘的水罐消防车改装开发项目进行研究,通过去消防队进行实车测绘,在UG中建立了消防车的三维模型,并由此得到模型仿真试验所需要的部分动力学参数。另外通过图纸,及相关标准获得其它相关参数,在ADAMS/Car模块中较为完整的建立了水罐消防车的虚拟样机模型。论文所使用的动力学参数获取及建模方法可以为今后类似消防车动力学研究提供参考。本文按照国标试验方法在ADAMS中作相关设置,并进行稳态回转试验仿真、转向盘转角阶跃输入试验仿真、平顺性随机输入行驶试验仿真。以相应的评价指标对该水罐消防车的操纵稳定性和行驶平顺性进行评价。本文通过对悬架参数的调整来优化改进消防车的性能。由于以往的优化试验大多分别以操纵稳定性和行驶平顺性为优化目标进行单独优化,所得到的悬架参数优化组合不一致,所以本文提出了正交优化试验设计方法,根据悬架参数对性能影响的主次,综合平衡考虑,最终确定最佳参数组合。此优化方法可以为今后的研究提供... 更多还原
【Abstract】 The handling and ride are the important dynamics performance of vehicle and the key problems in the vehicle design process. Based on the multi-body dynamics theory and in combination with a fire-extinguishing tanker configuring project founded on existing chassis, a heavy-duty truck multi-body model is built on ADAMS including the following details:the front and rear suspension system with leaf-spring, steering system, frame and cab mount system. The connecting in modeling between the components... 更多还原
【关键词】 水罐消防车； ADAMS； 操纵稳定性； 平顺性； 悬架参数优化；
【Key words】 Fire-extinguishing tanker； ADAMS； Handling performance； Ride performance； Suspension parameter optimum design；
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目录
摘要 4-6
ABSTRACT 6-7
第1章 绪论 11-18
1.1 塔机模拟驾驶培训系统研究的目的和意义 11-13
1.2 塔机模拟驾驶培训系统的研究现状及发展趋势 13-16
1.2.1 国内研究现状 13-15
1.2.2 国外研究现状 15
1.2.3 国内外发展趋势 15-16
1.3 本文主要研究内容 16-18
第2章 塔机模拟驾驶培训系统的建模仿真技术 18-28
2.1 MULTIGEN CREATOR简介 18-19
2.2 塔机模拟驾驶培训系统虚拟环境建模流程 19-22
2.2.1 建立地形模型 19-20
2.2.2 绿化虚拟环境 20-22
2.2.3 建立实体模型 22
2.3 塔机模拟驾驶培训系统纹理映射研究 22-24
2.3.1 纹理映射工具 23-24
2.3.2 纹理映射修改工具 24
2.4 塔机模拟驾驶培训系统模型数据库优化 24-27
2.4.1 LOD技术 24-25
2.4.2 模型对象实例化技术 25-26
2.4.3 外部引用模型技术 26-27
2.4.4 转化FST格式 27
2.5 本章小结 27-28
第3章 塔机模拟驾驶培训系统的驱动仿真 28-43
3.1 VEGA简介 28-30
3.2 塔机模拟驾驶培训系统的驱动仿真研究 30-32
3.2.1 加载模型文件 30-31
3.2.2 设定运动模式 31-32
3.3 塔机模拟驾驶培训系统关键技术研究 32-39
3.3.1 设定路径导航 32-33
3.3.2 增加环境设定 33-35
3.3.3 设置视觉通道和模型位置 35-37
3.3.4 设置声音效果 37-39
3.4 塔机模拟架驶培训系统碰撞检测研究 39-42
3.4.1 碰撞检测的计算方法 39-40
3.4.2 碰撞检测实际应用 40-42
3.5 本章小结 42-43
第4章 塔机模拟驾驶培训系统的档位研究 43-54
4.1 塔机模拟驾驶培训系统的概况 43-46
4.1.1 塔机模拟驾驶培训系统的主要功能 43-44
4.1.2 塔机模拟驾驶培训系统硬件介绍 44-46
4.2 塔机模拟驾驶培训系统档位方案设计 46-47
4.3 塔机模拟驾驶培训系统档位力学分析 47-49
4.3.1 小车变幅运动力学特性 47-49
4.3.2 小车回转运动力学特性 49
4.4 塔机模拟驾驶培训系统档位实现 49-53
4.4.1 变幅运动档位实现 49-51
4.4.2 回转运动档位的实现 51
4.4.3 起升运动档位的实现 51-53
4.5 本章小结 53-54
第5章 塔机模拟驾驶培训系统消除载荷摆动研究 54-63
5.1 塔机模拟驾驶培训系统运动效果实现 54-57
5.2 塔机模拟驾驶培训系统消除载荷摆动研究 57-59
5.2.1 两脉冲时滞滤波器 58-59
5.2.2 基于MATLAB仿真消除载荷摆动 59
5.3 塔机模拟驾驶培训系统消除载荷实现 59-62
5.4 本章小节 62-63
第6章 结论与展望 63-65
6.1 结论 63
6.2 展望 63-65
参考文献
摘要 3-5
ABSTRACT 5-6
第一章 绪论 10-16
1.1 研究背景与意义 10-11
1.2 课题来源 11-12
1.3 国内外研究现状 12-14
1.3.1 国外研究现状 12-13
1.3.2 国内研究现状 13-14
1.4 主要研究内容 14-16
第二章 多体动力学理论概述及ADAMS简介 16-22
2.1 多体动力学理论概述 16
2.2 ADAMS软件概述 16-17
2.3 ADAMS动力学仿真计算原理分析 17-20
2.3.1 广义坐标选择 17
2.3.2 系统动力学方程建立 17
2.3.3 运动学分析 17-19
2.3.4 动力学分析 19-20
2.4 ADAMS/Car介绍 20
2.5 ADAMS/Car建模和分析方法 20
2.6 本章小结 20-22
第三章 消防车多体动力学模型建立 22-42
3.1 概述 22-23
3.1.1 整车模型建立方法 22

3.1.2 水罐消防车整体结构 22-23
3.2 衬套、阻尼器、钢板弹簧等力元模型 23-31
3.2.1 衬套模型建立 23-25
3.2.2 减振器模型建立 25-27
3.2.3 板簧模型建立 27-31
3.3 前桥模型建立 31
3.4 后驱动桥模型的建立 31-32
3.5 轮胎模型建立 32-33
3.6 转向系模型建立 33-34
3.7 车架模型建立 34-35
3.8 动力总成模型建立 35
3.9 驾驶室模型建立 35-36
3.10 上装模型建立 36
3.11 整车模型建立 36-39
3.12 路面模型的建立 39-41
3.13 驾驶员模型建立 41
3.14 本章小结 41-42
第四章 操纵稳定性仿真分析 42-54
4.1 稳态回转试验仿真 42-48
4.1.1 稳态回转试验概述 42
4.1.2 稳态响应评价方法 42-43
4.1.3 稳态回转仿真试验 43-45
4.1.4 试验结果处理及分析 45-48
4.2 转向盘角阶跃输入试验仿真 48-52
4.2.1 转向盘角阶跃输入试验概述 48
4.2.2 转向盘角阶跃输入仿真试验 48-50
4.2.3 试验结果处理分析 50-52
4.3 本章小结 52-54
第五章 平顺性仿真分析 54-66
5.1 平顺性概述 54-55
5.2 平顺性评价方法 55-56
5.3 平顺性试验仿真 56-63
5.3.1 随机输入路面仿真试验 56-63
5.3.2 试验结果处理分析 63
5.4 本章小结 63-66
第六章 悬架参数仿真优化 66-76
6.1 优化参数选取 66
6.2 优化方法介绍 66
6.3 正交优化设计试验仿真 66-76
6.3.1 稳态回转仿真试验 67-68
6.3.2 转向盘转向角阶跃输入仿真试验 68-70
6.3.3 平顺性随机输入行驶仿真试验 70-72
6.3.4 优化结果确定及验证 72-75
6.3.5 本章小结 75-76
第七章 全文总结与工作展望 76-78
7.1 总结 76-77
7.2 未来工作展望 77-78
参考文献