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铰接式电动轮自卸车动力学建模与仿真分析
| 论文题名： | 铰接式电动轮自卸车动力学建模与仿真分析 |
| 关键词： | 铰接式电动轮自卸车;动力学建模;仿真模型;控制策略 |
| 摘要： | 铰接式自卸车是为适应复杂路况与恶劣气候条件应运而生的一种非公路运输设备。与刚性自卸车相比，铰接式自卸车引入了附加的自由度，从而使车辆具有更好的机动性和更广泛的适应性。 随着矿产资源的不断开采与工程机械行业的快速发展，铰接式自卸车得到了越来越广泛的应用。因此，建立整车虚拟样机动力学模型，研究铰接式自卸车的动力学性能，对于铰接式自卸车的研究与制造具有重要的科研意义和工程应用价值。 本文以中国南车广州电力机车有限公司研发的60t铰接式电动轮自卸车为研究对象，建立了整车虚拟样机协同仿真模型。为搭建与实际尽可能相符的动力学模型，本文在SIMPACK环境下建立了多体动力学仿真模型;考虑到铰接式自卸车在装配于前、后车体的液压转向缸筒与转向活塞杆之间存在弹性耦合，本文建立了基于AMESim的全液压转向系统仿真模型;由于铰接式电动轮自卸车取消了传动轴和轴间差速器等机构，为避免在车辆转向时，驱动轮之间发生拖滑和轮胎的过度磨损，本文设计了一种基于“车轮工作状态和车轮路面附着特性识别”的电子差速控制策略，并在Simulink环境下搭建了采用这种电子差速控制策略的铰接式自卸车电动轮驱动转矩控制模型。为有效集成动力学系统、液压系统、控制系统仿真模型，本文以Simulink为主仿真环境，通过软件接口将SIMPACK多体动力学仿真模型、AMESim全液压转向系统仿真模型和Simulink电动轮驱动转矩控制模型集成到Simulink环境中，利用参数关联建立了SIMPACK/AMESim/Simulink协同仿真模型。 在建立了SIMPACK/AMESim/Simulink协同仿真模型的基础上，本文参照汽车平顺性试验国家标准，对铰接式自卸车虚拟样机进行了随机路面输入平顺性仿真试验。并参照汽车操纵稳定性试验国家标准，对分别采用“等电动轮驱动转矩控制策略”与采用“基于车轮工作状态和车轮路面附着特性识别的电动轮驱动转矩控制策略”的铰接式自卸车，进行了稳态回转、转向盘角阶跃输入瞬态响应两项操纵稳定性仿真试验。在仿真试验的基础上，本文依据相关标准对整车平顺性和操纵稳定性进行了评价。 本文所研究成果为铰接式电动轮自卸车的设计提供了理论依据。 |
| 作者： | 笪颖帆 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 倪文波 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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