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三维GVT动力学模型研究

作　者: 叶克东
导　师: 闫民
学　校: 北京林业大学
专　业: 车辆工程
关键词: 三维颗粒车辆—地面力学(GVT) 轮胎—地面系统颗粒轮胎颗粒地面
分类号: U461.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 19次
引　用: 1次
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内容摘要

车辆的操纵稳定性、舒适性、动力性和制动安全性都要通过轮胎与地面的相互作用才能起作用。因此,研究车辆—地面系统动力学,建立更接近真实情况的轮胎—地面系统模型,对车辆行驶理论、轮胎与地面的相互作用、提高车辆的行驶性能等方面的研究有重大的科学意义和实际使用价值。二维颗粒(圆盘)车辆—地面力学GVT模型的研究,其计算结果与相关实验有很好的一致性。在此基础上,构建了三维颗粒(球体)车辆—地面力学GVT模型,对车轮与地面的相互作用机理进行了研究,其主要工作和成果如下：1)建立了三维颗粒轮胎模型和三维颗粒地面模型；2)编制了基于Borland C++Builder开发平台的三维轮胎—地面系统动力学模型可视化程序；3)针对车辆地面力学中一些经典算例,进行了对比性研究,取得了与实际情况有很好的一致性的成果。本研究的成果对车辆行驶理论研究提供了一种新的思路,对车辆—地面系统力学的研究具有重要的参考意义。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-9
1. 绪论  9-13
  1.1 引言  9
  1.2 研究的背景和意义  9-10
  1.3 三维GVT法的提出  10-11
  1.4 当前存在的问题  11
  1.5 本文的主要内容  11-13
    1.5.1 CAD轮胎模型前处理  12
    1.5.2 建立三维GVT模型  12
    1.5.3 程序开发  12
    1.5.4 数据处理及对比分析  12-13
2. 颗粒轮胎实体造型  13-29
  2.1 轮胎外轮廓尺寸设计  13-21
    2.1.1 负荷能力计算  13-15
    2.1.2 轮胎外轮廓设计  15-21
  2.2 轮胎颗粒的排布  21
  2.3 AutoCAD的二次开发  21-24
    2.3.1 调用AutoCAD  21-22
    2.3.2 二次开发程序  22-24
  2.4 程序执行步骤  24-29
3. GVT三维模型计算方法及本构关系  29-47
  3.1 GVT法的基本计算思路  29-31
  3.2 轮胎模型  31-36
    3.2.1 轮胎结构  31-32
    3.2.2 轮胎力学特性描述  32-33
    3.2.3 轮胎颗粒单元间的检索  33-34
    3.2.4 轮胎内压的计算  34-35
    3.2.5 三维GVT轮胎模型本构  35-36
  3.3 地面模型建立  36-39
    3.3.1 地面力学特性的描述  37
    3.3.2 建立颗粒地而模型  37-39
  3.4 球体颗粒间的分析计算  39-44
    3.4.1 坐标系的建立  39
    3.4.2 相对速度计算  39-42
    3.4.3 法向力和切向力计算  42-44
    3.4.4 力矩的计算  44
  3.5 参数的确定  44-47
    3.5.1 刚度参数的确定  44-45
    3.5.2 阻尼参数的确定  45-46
    3.5.3 计算时步的确定  46-47
4. 三维GVT动力学程序开发  47-57
  4.1 编程平台Borland C++ builder  47-49
    4.1.1 Borland C++ builder的介绍  47
    4.1.2 程序执行步骤  47-49
  4.2 数据结构  49-53
    4.2.1 颗粒单元结构体  49-50
    4.2.2 检索盒结构体  50-51
    4.2.3 接触信息结构体  51-53
  4.3 后端显示接口OpenGL  53-57
    4.3.1 OpenGL的基本原理  53-54
    4.3.2 编程主要步骤  54-57
5 模拟计算与分析  57-63
  5.1 公式的论证  57-59
  5.2 轮胎与地面相互作用分析  59-63
6 总结  63-65
  6.1 研究内容和相关结论  63
  6.2 本文创新点  63-65
参考文献  65-69
个人简介  69-71
导师简介  71-73
致谢  73

三维GVT动力学模型研究

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