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重型货车运输过程动力学建模分析及货物可靠性影响因素研究

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摘要

致谢

第一章 绪论

1.1 课题研究背景及意义

1.2 本课题的研究现状

1.2.1 缓冲包装动力学研究现状

1.2.2 汽车平顺性的研究现状

1.3 本文的主要工作

第二章 路面不平度的重构及虚拟路面的建立

2.1 引言

2.2 路面不平度模型

2.2.1 脉冲路面激励模型

2.2.2 随机路面不平度的表示方法

2.3 随机路面不平度的重构方法

2.3.1 路面不平度时域仿真的主要方法

2.3.2 基于滤波白噪声的随机路面不平度重构

2.4 3D随机路面模型的建立与验证

2.4.1 ADAMS中3D路面构造原理

2.4.2 3D随机路面的相关验证

2.5 ADAMS中脉冲路面的建立

2.6 本章小结

第三章 缓冲包装系统柔性体建模

3.1 引言

3.2 柔性体的建模方法

3.3 缓冲包装的试验与建模

3.3.1 缓冲包装材料的选取与试验

3.3.2 聚苯乙烯泡沫柔性体的建立

3.3.3 蜂窝纸板柔性体的建立

3.4 本章小结

第四章 整车运输包装系统刚柔耦合建模分析

4.1 引言

4.2 模型概述

4.3 整车主要子系统建模

4.3.1 钢板弹簧与轮胎子系统

4.3.2 其他子系统的建立

4.3.3 挂车运输包装系统刚柔耦合建模

4.4 多种运输工况下的整车运输包装动力学仿真

4.4.1 运输过程中的多层堆码

4.4.2 运输过程中的突发状况

4.5 本章小结

第五章 整车运输平顺性分析及货物可靠性影响因素研究

5.1 引言

5.2 随机路面输入的货物运输平顺性及包装可靠性

5.2.1 行驶车速对货物运输平顺性的影响

5.2.2 路面等级对货物运输平顺性的影响

5.2.3 缓冲包装柔性体的振动传递率分析

5.2.4 运输包装可靠性评估

5.3 脉冲路面输入的货物运输平顺性及包装可靠性

5.3.1 脉冲激励下的货物包装可靠性

5.3.2 脉冲激励下的货物加速度响应

5.4 本章小结

第六章 总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

攻读硕士学位期间发表的论文

攻读学位期间参与的研究项目

参考文献

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摘要

在重载汽车的公路长途运输过程中,来自运输环境中的冲击与振动可能会导致运输货物在功能或结构方面的破损,对货物进行缓冲包装是防止其因遭受外力作用而损坏的主要减振措施。目前,缓冲包装动力学的研究对缓冲衬垫本身关注较多,而对运输过程中的路面、运载体等其他因素考虑较少。因此,本文从系统角度综合考虑,建立了包含路面、货物与包装、运载体的整车运输包装系统,并对货物可靠性影响因素进行了研究。
   首先,根据路面激励的分类分别对随机路面激励和脉冲路面激励进行重构。采用滤波白噪声法对路面不平度进行重构,基于ADAMS软件中3D虚拟路面的构造原理,建立了用于平顺性仿真的3D随机虚拟路面,通过不同断面路面不平度的功率谱与相干性验证,说明所建路面符合相关要求。
   其次,在对缓冲包装系统进行建模时,通常将其简化为弹簧阻尼模型,这有一定的局限性。本文提出将缓冲包装系统作为柔性体与运输车辆进行刚柔耦合建模,通过静态压缩试验获取了缓冲包装的材料参数,利用有限元软件建立了缓冲包装的柔性体文件。在ADAMS/CAR中建立了基于缓冲包装柔性体的整车运输包装系统刚柔耦合动力学模型,经过模型的校验符合平顺性仿真的要求。
   最后,根据GB/T4970-2009《汽车平顺性试验方法》的相关要求,对整车运输包装系统进行了随机路面输入和脉冲路面输入下的平顺性仿真,分析了不同车速、不同路面等级对货物运输平顺性的影响,并对货物包装可靠性进行了讨论。对产品破损机理与评价以及缓冲包装动力学理论的研究提供一定的理论参考。

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