鉸接式電動輪自卸車動力學建模與仿真分析.pdf

1、鉸接式自卸車是為適應復雜路況與惡劣氣候條件應運而生的一種非公路運輸設備。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動性和更廣泛的適應性。
　　隨著礦產資源的不斷開采與工程機械行業(yè)的快速發(fā)展，鉸接式自卸車得到了越來越廣泛的應用。因此，建立整車虛擬樣機動力學模型，研究鉸接式自卸車的動力學性能，對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用價值。
　　本文以中國南車廣州電力機車有限公司研發(fā)的

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

3、附著特性識別”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輪驅動轉矩控制模型。為有效集成動力學系統(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，通過軟件接口將SIMPACK多體動力學仿真模型、AMESim全液壓轉向系統(tǒng)仿真模型和Simulink電動輪驅動轉矩控制模型集成到Simulink環(huán)境中，利用參數(shù)關聯(lián)建立了SIMPACK/AMESim/Simulink協(xié)同仿真模

4、型。
　　在建立了SIMPACK/AMESim/Simulink協(xié)同仿真模型的基礎上，本文參照汽車平順性試驗國家標準，對鉸接式自卸車虛擬樣機進行了隨機路面輸入平順性仿真試驗。并參照汽車操縱穩(wěn)定性試驗國家標準，對分別采用“等電動輪驅動轉矩控制策略”與采用“基于車輪工作狀態(tài)和車輪路面附著特性識別的電動輪驅動轉矩控制策略”的鉸接式自卸車，進行了穩(wěn)態(tài)回轉、轉向盤角階躍輸入瞬態(tài)響應兩項操縱穩(wěn)定性仿真試驗。在仿真試驗的基礎上，本文依據(jù)相關標準