機(jī)械彈性車輪緩沖減振機(jī)理分析及其影響因素研究.pdf

1、機(jī)械彈性車輪是一種新型的非充氣彈性安全車輪，該車輪是通過機(jī)械彈性復(fù)合連接結(jié)構(gòu)代替充氣彈性結(jié)構(gòu)的輪胎，在實(shí)現(xiàn)充氣輪胎基本功用的同時(shí)，能夠避免刺扎、爆胎和爆損等問題，且更滿足于特種車輛的安全使用要求。車輪動(dòng)力學(xué)特性是車輛動(dòng)力學(xué)分析和研究的基礎(chǔ)，良好的動(dòng)態(tài)特性是車輪設(shè)計(jì)的關(guān)鍵因素，它直接影響到整車行駛性能。本文針對(duì)機(jī)械彈性車輪緩沖減振性能及其影響因素進(jìn)行了理論和試驗(yàn)研究，主要研究內(nèi)容如下：
　　1、針對(duì)所研究的新型機(jī)械彈性車輪結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，

2、分析了其承載變形特性、滾動(dòng)半徑和振動(dòng)傳遞路徑，建立了穩(wěn)態(tài)工況下的車輪滾動(dòng)阻力模型、驅(qū)動(dòng)力學(xué)模型、制動(dòng)力學(xué)模型等，并根據(jù)車輪緩沖減振形式，建立了改進(jìn)的彈性基礎(chǔ)環(huán)模型，對(duì)車輪受壓和受拉區(qū)域產(chǎn)生的剛度和阻尼進(jìn)行了等效，為車輪振動(dòng)特性的理論和仿真分析提供了參考。
　　2、根據(jù)機(jī)械彈性車輪承載變形的特點(diǎn)，建立了改進(jìn)的彈性基礎(chǔ)封閉圓環(huán)曲梁模型和鉸鏈組模型，定性地分析了車輪靜、動(dòng)態(tài)剛度的影響因素，并利用有限元方法和靜、動(dòng)態(tài)加載試驗(yàn)進(jìn)行了驗(yàn)證；對(duì)

3、影響車輪徑向剛度的因素進(jìn)行了參數(shù)化分析，并對(duì)比分析了車輪和充氣輪胎徑向剛度特性；結(jié)合車輪靜、動(dòng)態(tài)剛度分析結(jié)果，建立了車輪剛度及阻尼的非線性解析模型。
　　3、利用彈性基礎(chǔ)環(huán)理論建立了只考慮機(jī)械彈性車輪面內(nèi)振動(dòng)的彈性基礎(chǔ)環(huán)模型，預(yù)測了車輪的振動(dòng)模態(tài)，并利用模態(tài)試驗(yàn)進(jìn)行了驗(yàn)證；根據(jù)彈性環(huán)模型理論建立了車輪有限元模型，計(jì)算了車輪在不同狀態(tài)下的模態(tài)頻率和振型，并與車輪試驗(yàn)?zāi)B(tài)參數(shù)進(jìn)行了對(duì)比分析；通過模態(tài)試驗(yàn)對(duì)比分析了車輪與充氣輪胎的振動(dòng)特

4、性；最后，基于振動(dòng)傳遞路徑貢獻(xiàn)量的評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)車輪的振動(dòng)傳遞特性進(jìn)行了研究。
　　4、在輪輞結(jié)構(gòu)不變的條件下，基于有限元分析方法研究了輮輪層合結(jié)構(gòu)對(duì)機(jī)械彈性車輪振動(dòng)特性的影響；在輮輪層合結(jié)構(gòu)一定的條件下，結(jié)合理論分析和模態(tài)試驗(yàn)研究了輪輞結(jié)構(gòu)和外界工況對(duì)車輪振動(dòng)模態(tài)的影響規(guī)律；采用模態(tài)試驗(yàn)對(duì)車輪的不均勻性對(duì)振動(dòng)特性的影響進(jìn)行了研究，并分析了車輪徑向剛度對(duì)振動(dòng)傳遞特性的影響，為車輪結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了指導(dǎo)。
　　5、基于彈性滾子接

5、觸模型和非線性有限元模型對(duì)機(jī)械彈性車輪的有效路形和低速穩(wěn)態(tài)包容特性進(jìn)行了分析，表明該車輪對(duì)不平路面具有包容凸塊、減小沖擊和延長作用時(shí)間的顯著特性；利用有限元分析方法研究了障礙物作用下車輪的垂向力學(xué)特性，并采用輪胎加載變形測試試驗(yàn)進(jìn)行了驗(yàn)證；結(jié)合有限元分析方法和臺(tái)架試驗(yàn)對(duì)車輪在三種不同截面障礙物作用下的低速穩(wěn)態(tài)包容特性進(jìn)行了分析，并描述了車輪通過障礙物后的垂向和縱向動(dòng)態(tài)力學(xué)響應(yīng)的變化規(guī)律，及負(fù)荷、徑向剛度和障礙物截面形狀對(duì)包容特性的影響，