汽车转向轮摆振的分岔研究

摘要

车辆前桥、转向轮系统的摆振是一种相当复杂的振动现象。虽然国内外已经发表了很多有价值的文章，但是摆振问题仍然没有彻底解决。随着汽车稳定性和舒适性要求的不断提高，传统的线性方法已经不能满足复杂汽车系统的建模和减振的要求。 本文以非独立悬架汽车NJ-221越野车为研究对象，建立了包括前轮绕其各自主销摆动角和前桥绕其侧摆纵轴摆动角在内的三自由度力学模型，并考虑侧偏角和侧偏力之间的非线性关系，系统全面地研究了汽车在运行过程中出现的分岔现象。运用常微分方程的稳定性理论找到了汽车运行的平衡点并确定各个平衡点的类型和稳定性，针对特性复杂的平衡点进行了深入的研究，利用Hurwitz判据发现系统存在Hopf分岔点，并得出汽车各参数设置对这些分岔点位置的影响。运用非线性动力系统理论对汽车设计参数下的Hopf分岔进行了分析，得到摆振的类型及振幅与速度关系，并利用数值模拟方法验证了结果的可信性。为了更深入地分析系统的动力学特性，本文对所得到的分岔方程进行了奇异性分析，建立了该类系统受到微小扰动时的拓扑分岔解与开折参数之间的联系，得到了系统的普适开折分岔图，可根据需要的运动模式，选择合理的系统参数。 本文从理论上对非独立悬架汽车前桥、转向轮系统摆振现象作了较为全面深入的探讨，揭示出一些定性或定量的规律，对汽车参数的设计和动力学分析有一定的指导意义。

目录

文摘

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声明

第一章绪论

1.1前轮摆振现象及危害

1.2国内外研究现状

1.3本论文研究内容及各章安排

第二章前桥、转向轮系统平衡点分析及参数影响

2.1前言

2.2数学模型

2.3平衡点分析

2.4参数影响分析

2.5本章小结

第三章汽车转向轮系统的Hopf分岔分析

3.1前言

3.2用中心流形理论降维

3.3系统Hopf分岔

3.4李雅普诺夫指数

3.5数值模拟

3.6本章小结

第四章奇异性分析

4.1前言

4.2奇异性理论基础知识

4.3分岔方程

4.4对系统进行奇异性分析

4.5本章小结

第五章全文总结及展望

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致 谢