考虑转向操纵机构运动副间隙汽车前轮摆振系统动力学分析.pdf

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1、考虑转向操纵机构运动副间隙汽车前轮摆振系统动力学分析’DynamicAnalysisofVehicleShimmySystemwithClearanceintheMovementPairofSteeringOperators2011年4月Ifj7．●-I、I．／，f，／，，一“√．；。．∥‘，、-’●“tE口rI‘I【导师：名锚肇学位论文作者签名：学位论文版权使用授权书际压签字日期：沙u年【月己日学位论文作者毕业后去向：工作单位：通讯地址：⋯名；名刽串签字日期：少I海歹月占日电话：邮编：一一一一一巫论批复用垒交籼等淹一送鲥描后解构必扫瞎了

2、机叭或俑一一一一一一完门L缩波捌舯＆浦；荃舰粼丛叭啦刘彰业一影撑诳帮Hl用瀚鄙雕世采嘧驯删上删根摘要转向轮摆振是指汽车在平坦的路面上直线行驶时，转向轮以一定的幅度和频率绕主销持续振动的现象。发生摆振时，转向轮以一定的频率和幅度左右摆动。发展到一定程度后，甚至会引起汽车蛇行运动，方向盘剧烈抖动，并可能进一步导致车身的晃动。转向轮摆振会加剧轮胎的磨损，增大转向机构的动载荷，降低有关零件的使用寿命，对汽车动力性、燃油经济性、操纵稳定性、行驶平顺性以及安全性都有严重的负面影响。引起汽车转向轮摆振的因素非常复杂，其中人们普遍关注的是汽车转向轮定位参

3、数和轮胎的运动特性对摆振的影响，而同样对摆振系统影响较大的转向机构中运动部件之间的间隙常常被人们所忽视，本文在课题组前人的研究成果之上，考察转向操纵机构中转向万向节间隙对摆振的影响。本文通过分析转向万向节运动与传递特性，借助“二状态模型”建立含间隙万向节传动机构的非线性动力学模型，总结课题组前人经验成果，选择应用拉格朗日法建立了含间隙汽车前轮摆振系统五自由度动力学模型。通过数值计算方法对上述摆振系统动力学模型进行了仿真分析，考察了随着万向节间隙逐渐增大，摆振系统动力学行为的变迁规律。借助相图与Poincar6映射等对不同间隙参数下摆振系统

4、的运动状态进行了定性考察，发现随着间隙参数的增加，摆振系统运动状态会逐渐由单周期运动变为多周期运动，最后进入混沌状态，系统的稳定性也对应由最初稳定逐渐变为不稳定。同时还考察了其他一些参数如车速、轮胎的垂直刚度和主销后倾角等对汽车摆振的影响。利用分岔图考察了摆振系统相对车速的分岔特征，并探讨了轮胎的垂直刚度和主销后倾角影响汽车前轮摆振的内在机理。关键词。汽车摆振万向节间隙非线性动力学混沌；，；●，／，DynamicAnalysisofVehiCI,ancq。theMovementlearanceintheovementcleShimmySy

5、stemwithPairofSteeringOperatorsABSTRACTVehiclewheelshimmyreferstothecontinuousvibrationofthefrontwheelswithacertainamplitudeandfrequencyaroundthekingpinwhilethecarisdriveninlineonflatroad．SeriouswheelshimmycanleadtoSnakeMotionofthecar，andseriousbodyshakingisaccompaniedusu

6、ally．Vehiclewheelshimmywillincreasethetirewearandincreasethedynamicloadofthesteeringmechanism，andreducetheservicelifeoftherelevantparts，andhaveseriousnegativeimpactsonthecarpowerdynamicandfueleconomy,handlingstability,ridingcomfortandsafety．Therearemanyfactorswhichcanlead

7、tosteeringwheelshimmy．Usually,mostoftheresearchonwheelshimmyfocusedontheinfluenceofwheelalignmentparametersandthedynamicfeatureofthetire，whiletheinfluenceoftheclearanceinmovementpairwasneglected．Therefore，theinfluenceoftheclearanceintheuniversaljointonvehicleshimmyisdiscu

8、ssedinthisthesis．Thestructureoftheuniversaljointisanalyzed，andthenonlineardynamicmodeloftheunive