鉸接式電動(dòng)輪自卸車動(dòng)力學(xué)建模與仿真分析.pdf

1、鉸接式自卸車是為適應(yīng)復(fù)雜路況與惡劣氣候條件應(yīng)運(yùn)而生的一種非公路運(yùn)輸設(shè)備。與剛性自卸車相比，鉸接式自卸車引入了附加的自由度，從而使車輛具有更好的機(jī)動(dòng)性和更廣泛的適應(yīng)性。
　　隨著礦產(chǎn)資源的不斷開采與工程機(jī)械行業(yè)的快速發(fā)展，鉸接式自卸車得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。因此，建立整車虛擬樣機(jī)動(dòng)力學(xué)模型，研究鉸接式自卸車的動(dòng)力學(xué)性能，對(duì)于鉸接式自卸車的研究與制造具有重要的科研意義和工程應(yīng)用價(jià)值。
　　本文以中國(guó)南車廣州電力機(jī)車有限公司研發(fā)的

2、60t鉸接式電動(dòng)輪自卸車為研究對(duì)象，建立了整車虛擬樣機(jī)協(xié)同仿真模型。為搭建與實(shí)際盡可能相符的動(dòng)力學(xué)模型，本文在SIMPACK環(huán)境下建立了多體動(dòng)力學(xué)仿真模型;考慮到鉸接式自卸車在裝配于前、后車體的液壓轉(zhuǎn)向缸筒與轉(zhuǎn)向活塞桿之間存在彈性耦合，本文建立了基于AMESim的全液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)仿真模型;由于鉸接式電動(dòng)輪自卸車取消了傳動(dòng)軸和軸間差速器等機(jī)構(gòu)，為避免在車輛轉(zhuǎn)向時(shí)，驅(qū)動(dòng)輪之間發(fā)生拖滑和輪胎的過(guò)度磨損，本文設(shè)計(jì)了一種基于“車輪工作狀態(tài)和車輪路面

3、附著特性識(shí)別”的電子差速控制策略，并在Simulink環(huán)境下搭建了采用這種電子差速控制策略的鉸接式自卸車電動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩控制模型。為有效集成動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、控制系統(tǒng)仿真模型，本文以Simulink為主仿真環(huán)境，通過(guò)軟件接口將SIMPACK多體動(dòng)力學(xué)仿真模型、AMESim全液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)仿真模型和Simulink電動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩控制模型集成到Simulink環(huán)境中，利用參數(shù)關(guān)聯(lián)建立了SIMPACK/AMESim/Simulink協(xié)同仿真模

4、型。
　　在建立了SIMPACK/AMESim/Simulink協(xié)同仿真模型的基礎(chǔ)上，本文參照汽車平順性試驗(yàn)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)鉸接式自卸車虛擬樣機(jī)進(jìn)行了隨機(jī)路面輸入平順性仿真試驗(yàn)。并參照汽車操縱穩(wěn)定性試驗(yàn)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)分別采用“等電動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩控制策略”與采用“基于車輪工作狀態(tài)和車輪路面附著特性識(shí)別的電動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩控制策略”的鉸接式自卸車，進(jìn)行了穩(wěn)態(tài)回轉(zhuǎn)、轉(zhuǎn)向盤角階躍輸入瞬態(tài)響應(yīng)兩項(xiàng)操縱穩(wěn)定性仿真試驗(yàn)。在仿真試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，本文依據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)