磁流變線控轉(zhuǎn)向力反饋裝置設(shè)計(jì)及試驗(yàn)研究.pdf

1、磁流變線控轉(zhuǎn)向力反饋裝置設(shè)計(jì)及試驗(yàn)研究重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文（專業(yè)學(xué)位）學(xué)生姓名：何耀斌指導(dǎo)教師：盧少波副教授兼職導(dǎo)師：金松濤高工學(xué)位類別：工程碩士（車輛工程）重慶大學(xué)汽車工程學(xué)院二O一五年五月重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文中文摘要I摘要線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)將轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)與轉(zhuǎn)向執(zhí)行機(jī)構(gòu)通過控制信號(hào)連接，取消了機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)之間的剛性連接部件，導(dǎo)致來自路面及輪胎激勵(lì)所產(chǎn)生的反饋力無(wú)法直接傳遞給駕駛員。所以，線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)需要通過特定的裝置來實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向盤路感模擬以及

2、轉(zhuǎn)向盤的自動(dòng)回正功能。目前，線控轉(zhuǎn)向力反饋功能多以電機(jī)配合減速器來實(shí)現(xiàn)，但一般的電機(jī)執(zhí)行器在匹配減速機(jī)構(gòu)后尺寸通常比較大，在工作時(shí)有明顯的剛性沖擊、能耗較高等不足，且當(dāng)電機(jī)控制失效時(shí)，可能會(huì)拖動(dòng)方向盤做不希望的運(yùn)動(dòng)而引發(fā)事故。因此，本文提出了一種基于磁流變液的線控轉(zhuǎn)向力反饋裝置，以實(shí)現(xiàn)低能耗、工作柔和的轉(zhuǎn)向盤路感模擬，滿足線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的工程實(shí)際需求。具體工作包括以下幾個(gè)方面：①?gòu)臋C(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)出發(fā)，研究了機(jī)械轉(zhuǎn)向系中轉(zhuǎn)向盤反饋力矩的來源；

3、對(duì)每種轉(zhuǎn)向盤反饋力矩產(chǎn)生的機(jī)理進(jìn)行分析，建立其理論計(jì)算模型。根據(jù)某車型的結(jié)構(gòu)參數(shù)，利用Simulink對(duì)理論模型進(jìn)行仿真，為研究基于磁流變液的線控轉(zhuǎn)向力反饋裝置提供理論基礎(chǔ)。②在現(xiàn)有旋轉(zhuǎn)式磁流變阻尼器結(jié)構(gòu)形式的基礎(chǔ)上，提出了一種同時(shí)利用轉(zhuǎn)子側(cè)、端面工作間隙的混合工作模式。根據(jù)側(cè)、端面工作間隙的結(jié)構(gòu)形式，分別推導(dǎo)了其產(chǎn)生反饋力矩的理論計(jì)算公式。綜合側(cè)面和端面單一工作模式理論模型的特點(diǎn)，總結(jié)了混合工作模式的力矩模型。③根據(jù)磁路設(shè)計(jì)的基本定律

4、，建立了混合模式磁流變線控轉(zhuǎn)向力反饋裝置的磁路設(shè)計(jì)模型。利用有限元軟件ANSYS，分別對(duì)側(cè)、端面單一模式和混合模式的磁路結(jié)構(gòu)進(jìn)行有限元分析，驗(yàn)證了理論設(shè)計(jì)方法的有效性。對(duì)混合模式力矩影響因素進(jìn)行分析，研究了混合模式端面積與側(cè)面積之比的關(guān)系，以及合適的工作間隙寬度范圍。利用APDL參數(shù)化設(shè)計(jì)語(yǔ)言對(duì)裝置的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，使裝置結(jié)構(gòu)更加緊湊。④對(duì)力反饋裝置進(jìn)行機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，介紹了裝置主要零部件的設(shè)計(jì)思路和選型方法，以及裝置整體結(jié)構(gòu)的