全路面起重机油气悬架系统建模与动力学仿真研究

发布时间：2020-07-05 03:06

【摘要】：全路面起重机是一种新型高效的起重设备,要求其油气悬架系统能够适应各种不同工况下的要求,提供良好的操纵稳定性、平顺性等动力学性能。对油气悬架系统的建模和动力学仿真,能够为油气悬架的设计和优化提供快速、可靠的依据,因此,对全路面起重机油气悬架系统进行建模和动力学仿真具有重要意义。本文主要研究了以下几方面的内容。 (1)以QAY50 全路面起重机连通式油气悬架为研究对象,根据油气悬架缸的简化物理模型,通过分析推导得到了其非线性数学模型,并应用工程计算软件MATLAB/Simulink 编制了油气悬架缸动态特性仿真程序。 (2)通过计算机仿真得到油气悬架缸的动态特性、内部状态参数的变化规律以及各种参数变化对油气悬架缸特性的影响。 (3)建立了表示油气悬架阻尼力和弹性力的数学模型,说明油气悬架本质上具有非线性刚度和非线性阻尼特性。仿真研究其结构参数和工作状态参数对油气悬架刚度和阻尼特性的影响。 (4)利用第三类悬架系统动力学分析方法,建立了1/2 车辆非线性动力学模型。同时根据路面的功率谱构造出路面不平度时域信号,并以此信号作为路面输入信号,对油气悬架系统乘坐动力学性能进行了MATLAB/Simulink 模型仿真,得到全路面起重机的各项乘坐动力学性能指标,对该车辆的乘坐动力学性能进行了评估。 (5)利用ADAMS 机械动力学仿真软件,根据双气室油气悬架缸原理,建立了油气悬架缸虚拟样机仿真模型,并进行了特性仿真。在此基础上,建立了连通式油气悬架车辆在离散路面激励下的虚拟样机模型,并对该模型进行了仿真研究,得到了车辆的侧倾性能指标。以上仿真方法和结果为全路面起重机悬架系统设计开发提供了依据,同时为车辆的转向系统研究提供了悬架系统模型,对全路面起重机乘坐动力学研究具有一定的参考价值。
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2005
【分类号】：TH213
【图文】：

油气悬架,结构形式,油气悬架系统

（a）独立式油气悬架（b）互联式油气悬架图 1-1 油气悬架的结构形式气悬架系统国内外研究概况内外研究者在对油气悬架系统结构进行开发的同时，对其性能进行了论分析和实验研究，并取得了很大的进展，一些研究成果已经在工程到了应用。国外的油气悬架研究现状1）互联式油气悬架系统的研究外研究者对互联式油气悬架系统进行了比较系统的研究，主要的研究下几个方面。 Pevsner 最先对互联式油气悬架系统进行了理论研究，指出互联式油统通过油管连接前后油气悬架单元可以减小俯仰刚度，且能自动平衡工作载荷。加拿大的 Rideout 曾对互联式油气悬架系统进行过动态测试研究，数据建立了互联式油气悬架的线性模型、双线性模型和惯性模型。

外形图,全路面起重机,外形图

图 2-1 QAY50 型全路面起重机外形图QAY50 全路面起重机是徐州重型机械厂自主开发研制的新型起重机，拥有多项核心技术和国家专利，该机集汽车起重机和越野轮胎起重机的主要功能于一体，具有起重能力大、驱动强劲，通过性能好，适应性能广泛和使用可靠的特点，特别能适应油田、矿山、半沙漠、高原等复杂地区的使用。QAY50 起重机的外形如图 2-1 所示。该起重机的底盘共有三桥构成，整车名义重量 36.8 吨，最大额定起重量为 50 吨，整车外形尺寸（长×宽×高）为 12.2×2.75×3.65m。该起重机采用国际先进的多轴转向技术，实现多种转向工况。当工作场地狭小时，可将中桥提升，并解除后桥转向锁死装置，即可实现全轮转向和蟹形行走，使车辆更加机动灵活。整车转弯直径小于 17m。全车采用油气悬架技术，拥有优良的减振能力，其自动调平功能可实现在各种复杂路面上行驶的舒适性和安全性。该车装有液压闭锁装置，可以实现掉起重物后带着重物缓慢移动，使起重物品吊装就位变得极为便利。2.2.2 油气悬架系统安装结构图 2-2 为 QAY50 全路面起重机油气悬架系统的安装结构[8]。油气悬架装置由左右液压缸 1、左右斜推力杆 6、左右纵向推力杆 5、液压缸铰接头 4 等

【引证文献】