加速加載試驗車的設(shè)計與仿真.pdf

1、改革開放以來,我國高速公路發(fā)展十分迅猛,為了降低運輸成本,提高效率,汽車的軸重、軸數(shù)與車速都在增加,這無疑會加劇了路面破壞,重載時甚至3~5年路面就會被嚴重破壞,給公路建設(shè)帶來了很大的經(jīng)濟損失。公路交通部門需要合理的方法和手段來研究路面的破壞機理,路面加速加速試驗裝置是研究路面破壞、特殊環(huán)境中路面材料使用年限的有效手段。
　　目前國內(nèi)自主研制的路面加速加載裝備一般軸載較小,且速度也較低,高速、大軸載的設(shè)備一般需要從國外引進。針對這

2、種情況,本課題擬研制一種高速重載的加速加載試驗裝置。根據(jù)設(shè)計要求,試驗車由車架系統(tǒng)、加載及驅(qū)動系統(tǒng)、導(dǎo)向系統(tǒng)和運行控制與檢測系統(tǒng)等組成。設(shè)計了加速加載試驗車的車架,采并用有限元法對其進行了靜力學(xué)分析及模態(tài)分析。對加速加載試驗車的彈簧一階自振頻率及質(zhì)量進行了優(yōu)化,屬于多目標優(yōu)化問題,一階自振頻率及質(zhì)量兩個目標是相互矛盾的,不存在能夠使它們同時達到最優(yōu)的―絕對最優(yōu)解‖,本文求得其Pareto最優(yōu)解,最終從Pareto最優(yōu)解集中選擇了滿意解,

3、并獲得了彈簧的相關(guān)參數(shù)。為防止試驗車在運行中振幅過大,首先分別建立了鐵軌高低不平順性及B級路面激勵的時域模型,其次根據(jù)多體動力學(xué)知識分別建立了試驗車的四分之一、二分之一及整車模型的微分方程,最后在MATLAB中進行了計算,結(jié)果表明其振幅在設(shè)計要求范圍內(nèi)。開發(fā)了基于單片機的ZigBee無線通信。
　　仿真結(jié)果表明,加速加載試驗車的結(jié)構(gòu)設(shè)計合理,行駛平穩(wěn),針對彈簧的優(yōu)化設(shè)計有效的提高了其自振頻率,實驗表明ZigBee通信良好,能夠驅(qū)動