磁流变线控转向力反馈装置设计及试验研究

磁流变论文 线控转向论文 力反馈论文
论文详情
线控转向系统将转向操纵机构与转向执行机构通过控制信号连接,取消了机械转向系统之间的刚性连接部件,导致来自路面及轮胎激励所产生的反馈力无法直接传递给驾驶员。所以,线控转向系统需要通过特定的装置来实现转向盘路感模拟以及转向盘的自动回正功能。目前,线控转向力反馈功能多以电机配合减速器来实现,但一般的电机执行器在匹配减速机构后尺寸通常比较大,在工作时有明显的刚性冲击、能耗较高等不足,且当电机控制失效时,可能会拖动方向盘做不希望的运动而引发事故。因此,本文提出了一种基于磁流变液的线控转向力反馈装置,以实现低能耗、工作柔和的转向盘路感模拟,满足线控转向系统的工程实际需求。具体工作包括以下几个方面:①从机械转向系统出发,研究了机械转向系中转向盘反馈力矩的来源;对每种转向盘反馈力矩产生的机理进行分析,建立其理论计算模型。根据某车型的结构参数,利用Simulink对理论模型进行仿真,为研究基于磁流变液的线控转向力反馈装置提供理论基础。②在现有旋转式磁流变阻尼器结构形式的基础上,提出了一种同时利用转子侧、端面工作间隙的混合工作模式。根据侧、端面工作间隙的结构形式,分别推导了其产生反馈力矩的理论计算公式。综合侧面和端面单一工作模式理论模型的特点,总结了混合工作模式的力矩模型。③根据磁路设计的基本定律,建立了混合模式磁流变线控转向力反馈装置的磁路设计模型。利用有限元软件ANSYS,分别对侧、端面单一模式和混合模式的磁路结构进行有限元分析,验证了理论设计方法的有效性。对混合模式力矩影响因素进行分析,研究了混合模式端面积与侧面积之比的关系,以及合适的工作间隙宽度范围。利用APDL参数化设计语言对装置的主要结构参数进行优化设计,使装置结构更加紧凑。④对力反馈装置进行机械结构设计,介绍了装置主要零部件的设计思路和选型方法,以及装置整体结构的布局情况。根据试验要求,设计了力反馈装置试验台,对试验设备进行选型购置。最后,对力反馈装置进行磁滞特性、力矩-转速特性及动态响应特性研究。
中文摘要第3-4页
英文摘要第4-5页
1 绪论第8-15页
    1.1 研究背景和意义第8-9页
        1.1.1 研究背景第8-9页
        1.1.2 研究意义第9页
    1.2 研究现状第9-13页
        1.2.1 汽车线控转向系统的研究现状第9-11页
        1.2.2 旋转式磁流变装置结构的研究现状第11-12页
        1.2.3 磁流变装置在力反馈应用中的研究现状第12-13页
    1.3 本文研究目的与内容第13-15页
        1.3.1 研究目的第13-14页
        1.3.2 研究内容第14-15页
2 转向盘力反馈理论分析第15-27页
    2.1 转向盘力反馈研究现状第15-17页
        2.1.1 转向盘反馈力矩的来源第15-16页
        2.1.2 合适的转向盘路感研究第16-17页
    2.2 转向盘力矩建模及仿真第17-24页
    2.3 基于磁流变液的线控转向力反馈装置工作原理第24-26页
    2.4 本章小结第26-27页
3 磁流变力反馈装置理论模型第27-37页
    3.1 磁流变液的性能及本构模型第27-28页
        3.1.1 磁流变液的性能第27页
        3.1.2 磁流变液的本构模型第27-28页
    3.2 转子侧面工作间隙理论模型第28-32页
        3.2.1 侧面工作间隙工作原理第28-29页
        3.2.2 侧面工作间隙的力矩模型第29-32页
    3.3 转子端面工作间隙理论模型第32-34页
        3.3.1 端面工作间隙工作原理第33页
        3.3.2 端面工作间隙力矩模型第33-34页
    3.4 侧、端面混合工作模式的力矩模型第34-36页
    3.5 本章小结第36-37页
4 力反馈装置的仿真分析与优化第37-52页
    4.1 混合模型磁流变力反馈装置的磁路设计模型第37-40页
        4.1.1 磁路的基本定律第37页
        4.1.2 磁流变力反馈装置的磁路分析第37-40页
    4.2 初始结构参数确定第40-43页
        4.2.1 材料的选用第40-41页
        4.2.2 关键结构参数确定第41-43页
    4.3 力反馈装置力矩分析第43-49页
        4.3.1 初始参数有限元分析第43-47页
        4.3.2 混合模式力矩影响因素分析第47-49页
    4.4 力反馈装置优化设计第49-50页
    4.5 本章小结第50-52页
5 力反馈装置的设计与试验研究第52-61页
    5.1 力反馈装置机械结构设计第52-53页
        5.1.1 转子轴的结构设计第52页
        5.1.2 主要零件的选型第52-53页
        5.1.3 装置整体结构布置第53页
    5.2 试验台设计第53-56页
        5.2.1 试验设备的选型第54-55页
        5.2.2 试验台的搭建第55-56页
    5.3 试验研究第56-60页
        5.3.1 磁滞特性第57-58页
        5.3.2 力矩-转速特性第58页
        5.3.3 动态响应特性第58-59页
        5.3.4 试验问题分析第59-60页
    5.4 本章小结第60-61页
6 全文总结与展望第61-63页
    6.1 总结第61-62页
    6.2 展望第62-63页
致谢第63-64页
参考文献第64-68页
附录第68页
    A. 作者在攻读硕士学位期间发表的论文目录第68页
    B. 作者在攻读硕士学位期间申请的专利目录第68页
论文购买
论文编号ABS4143529,这篇论文共68页
会员购买按0.30元/页下载,共需支付20.4
不是会员,注册会员
会员更优惠充值送钱
直接购买按0.5元/页下载,共需要支付34
只需这篇论文,无需注册!
直接网上支付,方便快捷!
相关论文

点击收藏 | 在线购卡 | 站内搜索 | 网站地图
版权所有 艾博士论文 Copyright(C) All Rights Reserved
版权申明:本文摘要目录由会员***投稿,艾博士论文编辑,如作者需要删除论文目录请通过QQ告知我们,承诺24小时内删除。
联系方式: QQ:277865656