论文总字数：19920字

摘 要

铰接点作为一个很重要的车身连接的一部分，对拖车而言，有很重要的意义，车身构成的优缺点直接由车辆的设计决定。本文主要从拖车系统铰接点的意义、优缺点、设计中间流程、有关车辆方案的设计、对数据的修正与设计内容有进一步的的探究 ，并总结现在已经生产的铰接点的方案，对车辆的铰接点连接设计提出了优化，更可以大幅提高拖车系统稳定性。本文介绍了一个对铰接点的分析与优化的方法。

关键词：车身；铰接点；拖车组合系统：动态稳定性

Influence of Articulation Point Characteristics on the Stability of Trailer Combination System

Abstract

As a very important part of the body connection, the hinge point has a very important role for a trailer. The advantages and disadvantages of the body composition are directly determined by the design of the vehicle. This article mainly revises the significance, advantages and disadvantages, intermediate design process, vehicle design content, design requirements and data analysis and optimization methods of the articulation points of the trailer system. During the process, we conducted in-depth research on the design and optimization of the articulation points of the body, and made a very effective method for the analysis and design of the articulation points of the body.

Keywords：Bodywork; articulation points; trailer combination system: dynamic stability

目录

Abstract IV

第一章 引言 1

1.1 概述 1

1.2拖车组合 1

1.3 本文研究内容 2

第二章 了解铰接点特性 3

2.1 铰接点定义 3

2.2 铰接点的特点 3

2.3 铰接点设计分析流程 3

2.3.1 铰接设计分析流程 3

2.3.2 铰接点设计流程 3

2.4 铰接点刚度分析 3

2.5铰接点分析模型制作 4

2.6 计算结果 4

2.7 铰接点优化 5

第三章 建模与验证 6

3.1 滚动轮胎特性 6

3.2 液压转向机构力学特性 6

3.3 动力学方程 8

3.4 数学模型 8

3.5 车辆拖车连接方案 9

第四章 稳定性判别 13

4.1 稳定性判别及频率响应特性 13

4.2 行驶稳定性动力修改的灵敏度 13

第五章 实验拟真分析 15

5.1 TRUCKSIM模型建立 15

5.2 MATLAB分析 23

5.3 小结 28

第六章 总结 30

致谢 31

参考文献 32

附录 33

第一章 引言

1.1 概述

对正向结构设计而言，铰接点是最重要的输入条件和参照依据。每个重要的部分连接都要用到铰接点。这就对铰接点有一定的要求，例如刚度的大小与结构强度。只有这样，才可以确保整车的安全性和稳定性。所以铰接点就是说一个很关键的部分，也是整个产品开发的最重要内容之一。

1.2拖车组合

房车的一种形式是拖挂式房车，和自行式房车有所不同，拖挂式房车本身一点动力都没有，而需要另一个车辆来拖着它在路面行驶。

房车又简称在汽车上里面家,并且具有“房”和“车”这两个很重要的功能,在许多国家使用率非常高，相当普遍，例如欧洲美国等等。要说起房车的历史,它的原型是吉普赛人使用的大篷车,在汽车被发明前就存在了。在第一次世界大战快结束时美国人把帐篷、床、厨房设备等安装到了私家车上。到1930年,房车开始使用飞机的设计结构,在房车里面安装了舒服的床,方便的厨房、水电系统等。在第二次世界大战结束以后,因为美国的公路系统更加便利，使得房车的制造水平迅猛发展。而在1950到1960年间相当一部分房车制造商开始创业，这样就使得房车的发展非常迅速。

在美国以及欧洲房车已经是人们出去旅游,甚至是有的人的生活的一部分。美国仅仅一年，就可以制造房车多30万辆而且家庭房车的使用率大概是9%-10%,每一年的房车零售额就可高达90亿美元。近几年来，新的房车就销售了多达140万辆。在欧洲的一些国家,房车正在成为年轻一代的新选择，因为购买房车的钱要比买一栋房子便宜很多,而且使用方便，行动便捷。在国外的发达国家，人们一节假日就会出去游玩通常都是开着自己购买的房车去一些旅游胜地，正因为以上种种原因，房车得到了很好的成长与发展。

（韦超毅， 拖挂式房车列车操纵稳定性研究[D].江苏大学，2008）

房车分为两种，一是自行式，二是拖挂式。相对来说，拖挂式的内部更加豪华，在里面居住，会让人更加舒服，所以现在的人们都喜欢拖挂式的拖车。虽然人们更加喜欢拖挂式的房车，但是安全才是大家关注的重点，稳定性是最受大家关注的一个问题。

Rocard也许是第一个试图将车辆横向动力学组织成理论框架的科学家。他观察车轮漂移的滑移角与地面在地面上施加的反向横向力之间存在功能相关性，认为横向力是轮辋上垂直载荷的一个递增函数固定的滑动角度，至少低于一定的负载水平。

Gillespie的论文广泛报道了大量的实验结果，并描述了轮胎的各种几何和物理特性的影响，例如充气压力会增加轮胎的转弯刚度，或者轮胎纵横比会降低轮胎的刚度。

Pacejka最近提出了一种关于侧向力和滑移角之间关系的完整而通用的公式。它被作者称为“魔术公式”，包含几个参数，可以适当调整，以适应所有类型的轮胎响应。

近年来，许多学者或多或少地遇到了横摆稳定性问题。举几个例子，我们回忆一下Fratila和Darling[，他们将拉格朗日方法应用到一个24自由度的模型中，来研究一个交通工具——拖车系统的异常运动;Rossetter和Gerdes，他们讨论了通过引入控制系统来修正单个车辆的横摆运动，该控制系统应用了差动制动和转向的适当组合;Hac等人，，他们将主动制动控制的分析扩展到拖车，并与实验测试进行比较。

在1980年代，通过考虑几种连接方式，例如铰接连接，广泛研究了重型多拖车卡车的横向稳定性问题。特别是重型商用车辆的横向性能的敏感性参数的数值分析优点是可以实现通过引入铰接连接的各种类型多节车辆调查和分析的数值模拟寻找最好的解决方案。

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