双前桥转向的重型汽车多极限环摆振研究

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双前桥转向系统以其简洁的构造,低廉的造价,使重型卡车实现小半径高效的转向。双前桥系统的在被广泛应用的同时,其双前桥车轮轮胎的磨损也引起人们的重视。摆振是引起轮胎磨损的一个因素,但是摆振不仅会导致轮胎磨损,还会引起操纵系统的自激振动,从而影响汽车的操纵稳定性和乘坐舒适性。因此本文在前人研究的基础上,进一步深入研究双前桥转向系统的摆振现象,分析其摆振机理,并研究其对整车摆振的影响。本文采用具有负斜率特性的干摩擦模型,研究摆振系统发生多极限环自激振动的动力学行为。考虑轮胎和干摩擦的非线性,建立9自由度摆振系统微分方程。首先对该9自由度系统进行定性分析,使用中心流形定理将该系统22维的状态方程进行降维,得到2维的平面系统并对其进行分析。然后使用数值计算的方法对9自由度系统进行数值计算,具体分析其分岔特性及多极限环自激振动特性。接着建立整车动力学模型,用Matlab软件对整车模型进行数值计算,并分析各结构参数对整车摆振的影响。最后总结全文并提出展望。定性分析发现降维后得到的2维系统的Hopf范式的极坐标形式c=0,因此系统在分岔点处发生退化的Hopf分岔。数值计算发现具有负斜率特性的干摩擦模型会诱发摆振系统在一定范围内出现多极限环响应。适当的改变系统结构参数及干摩擦力矩,能够有效抑制系统的自激摆振现象,防止整车在摆振发生时产生蛇形现象。
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