加速加載試驗(yàn)車的設(shè)計(jì)與仿真.pdf

1、改革開(kāi)放以來(lái),我國(guó)高速公路發(fā)展十分迅猛,為了降低運(yùn)輸成本,提高效率,汽車的軸重、軸數(shù)與車速都在增加,這無(wú)疑會(huì)加劇了路面破壞,重載時(shí)甚至3~5年路面就會(huì)被嚴(yán)重破壞,給公路建設(shè)帶來(lái)了很大的經(jīng)濟(jì)損失。公路交通部門需要合理的方法和手段來(lái)研究路面的破壞機(jī)理,路面加速加速試驗(yàn)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(guó)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(guó)外引進(jìn)。針對(duì)這

2、種情況,本課題擬研制一種高速重載的加速加載試驗(yàn)裝置。根據(jù)設(shè)計(jì)要求,試驗(yàn)車由車架系統(tǒng)、加載及驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、導(dǎo)向系統(tǒng)和運(yùn)行控制與檢測(cè)系統(tǒng)等組成。設(shè)計(jì)了加速加載試驗(yàn)車的車架,采并用有限元法對(duì)其進(jìn)行了靜力學(xué)分析及模態(tài)分析。對(duì)加速加載試驗(yàn)車的彈簧一階自振頻率及質(zhì)量進(jìn)行了優(yōu)化,屬于多目標(biāo)優(yōu)化問(wèn)題,一階自振頻率及質(zhì)量?jī)蓚€(gè)目標(biāo)是相互矛盾的,不存在能夠使它們同時(shí)達(dá)到最優(yōu)的―絕對(duì)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(yàn)車在運(yùn)行中振幅過(guò)大,首先分別建立了鐵軌高低不平順性及B級(jí)路面激勵(lì)的時(shí)域模型,其次根據(jù)多體動(dòng)力學(xué)知識(shí)分別建立了試驗(yàn)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(jìn)行了計(jì)算,結(jié)果表明其振幅在設(shè)計(jì)要求范圍內(nèi)。開(kāi)發(fā)了基于單片機(jī)的ZigBee無(wú)線通信。
　　仿真結(jié)果表明,加速加載試驗(yàn)車的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理,行駛平穩(wěn),針對(duì)彈簧的優(yōu)化設(shè)計(jì)有效的提高了其自振頻率,實(shí)驗(yàn)表明ZigBee通信良好,能夠驅(qū)動(dòng)