面向用户和设计的液压模块组合挂车数字化平台研究开发

摘要

本文首先介绍了液压模块组合挂车转向系统研究的课题背景，结合组合挂车的发展趋势和项目委托企业的实际要求，阐述了本课题研究的必要性，以及研究的主要目的和意义。在详细分析了车辆转向机构国内外现状的基础上，综合考虑企业的具体要求，确定了本文研究的主要内容。
　　 本文分析了液压模块式组合挂车的总体结构及主要技术特点，介绍了组合挂车的拼接形式，并重点论述了其转向系统的结构特点，包括转向机构分析、转向实现方式介绍、中心转向板和转向节板的结构特点，以及杆系布置和油路连接的变化方式。
　　 之后根据企业对面向用户的查询模块的要求，对查询模块进行需求分析，同时对查询模块的整体结构和开发平台进行了分析，最后设计编制出了面向用户的组合挂车的查询模块。
　　 然后，本文分析研究了组合挂车全轮理论转角和实际转角的计算公式及程序实现，在求解实际转角计算公式时，提出了“三连杆分解法”，并分析阐述了“三连杆分解法”的计算原理、应用方法及程序实现，利用“三连杆分解法”对组合挂车实际车轮转角关系的计算方法进行了分析，编制出了计算程序，并以实际车型为例，利用计算程序对车轮实际转角关系进行了计算。
　　 接着，本文重点论述了组合挂车转向机构的优化设计。对转向机构优化设计进行了分析研究，推导出了改良的优化设计数学模型，并编程实现。之后以实际车辆为例，利用编制的程序对组合挂车单车拼接方式下的转向机构进行了优化计算，优化后的目标函数值较优化前下降了39.3％，优化取得了很好的结果。
　　 最后，根据企业的要求，利用推导出的优化计算程序，以混合编程的方式编制出了液压组合挂车转向机构的优化设计模块。
　　 通过本文对组合挂车转向机构的研究，为企业设计人员提供了良好的参考依据，解决了企业的实际问题。同时，通过本文对转向机构优化设计的研究，为企业提供了快捷使用的计算工具，提高了设计效率，同时也提供了理论支持。本文对组合挂车的研究为同类研究提供了新的方法和思路，具有一定的现实意义和研究价值。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章 绪论

1.1问题的提出

1.2国内外研究概况

1.2.1国外研究概况

1.2.2国内发展现状

1.3研究目的和意义

1.3.1研究目的

1.3.2研究意义

1.4研究目标、研究内容、技术关键和难点

1.4.1研究目标

1.4.2研究内容

1.4.3技术关键和难点

第2章 液压组合挂车结构及拼车特点分析

2.1组合挂车的总体结构

2.2组合挂车的主要技术特点

2.2.1全液压悬挂系统

2.2.2行走机构

2.2.3制动系统

2.2.4模块组合设计

2.2.5转向系统

2.3组合挂车拼接行驶介绍

2.4组合挂车转向系统详述

2.4.1转向系统机构分析

2.4.2转向实现方式介绍

2.4.3中心转向半和转向节板

2.4.4单车模块拼车组合的杆系布置和液压油路连接

2.5液压组合挂车数字平台总体方案确定

第3章 面向用户的查询模块设计与实现

3.1查询模块需求分析

3.2查询模块整体结构设计

3.3整体结构的确定

3.4用户查询流程设计

3.5查询模块开发平台选择

3.6查询模块界面设计

3.6.1首页界面

3.6.2车型界面

3.6.3中间界面

3.6.4显示界面

3.7数据编码设计

3.7.1菜单图符编码

3.7.2界面和存储地址编码

3.7.3图形和照片文件名编码设计

3.8系统运行环境说明

第4章 组合挂车全轮理论及实际转角计算

4.1车辆转向特性分析

4.1.1单轴转向车辆理论转向特性

4.1.2多轴转向车辆理论转向特性

4.1.3全轮转向特性简介

4.2组合挂车理论转角关系分析与程序实现

4.2.1理论转角关系公式

4.2.2理论转角的程序计算

4.3组合挂车实际转角关系分析与程序实现

4.3.1转角关系矩阵变换算法

4.3.2三连杆分解法介绍

4.3.3三连杆机构转角计算

4.3.4三连杆机构转角关系的编程算法

4.3.5组合挂车实际转角程序实现

4.3.6第一轴两侧车轮实际转角关系计算

4.3.7前三轴车轮实际转角关系计算

第5章 组合挂车转向机构优化设计

5.1机械优化设计的原理和方法

5.1.1简单算法

5.1.2准则法

5.1.3数学规划法

5.1.4混合法

5.2组合挂车转向机构优化设计模块开发方式确定

5.3组合挂车转向机构的优化问题分析

5.3.1组合半挂车转向机构优化设计问题研究

5.3.2优化设计目标函数的数学表达式

5.3.3设计变量的选择和约束条件确定

5.3.4优化设计数学模型

5.3.5变量与约束的消减方法

5.3.6改良的优化设计数学模型

5.3.7 MATLAB最优化算法的选择

5.3.8优化设计的程序实现

5.4组合挂车单拼方式优化计算

第6章 组合挂车转向优化设计模块开发

6.1模块的需求分析

6.2模块的主要功能

6.3运行流程设计

6.4模块的界面设计

6.5模块设计的技术实现

6.5.1模块界面实现

6.5.2 C#程序MATLAB的混合编程

第7章 总结与展望

7.1全文总结

7.2研究展望

参考文献

研究生期间发表的论文

致谢