容积可调式空气弹簧仿真分析与优化研究

发布时间：2020-09-21 08:23

　　 与传统空气弹簧相比,容积可调式空气弹簧可以通过调节工作容积达到主动调节弹簧刚度,从而使得车辆适应更广泛的道路条件和具有良好的行驶性能。本文以容积可调式空气弹簧为研究对象,通过动力学建模、有限元仿真和多学科优化方法重点开展与整车性能匹配、设计参数影响规律及结构优化等研究内容,为容积可调式空气弹簧的匹配和结构设计提供理论方法指导。具体完成的工作及相关结论如下:1)提出了容积可调式空气弹簧的结构与工作原理,并根据空气弹簧动力学和工程热力学构建容积可调式空气弹簧数学模型,分析影响其动态刚度特性的影响因素。建立含容积可调式空气弹簧悬架车辆系统动力学微分模型,并选择合适的状态向量用状态空间方程表征其模型,为容积可调式空气弹簧与整车性能的匹配设计、性能仿真奠定理论基础。2)基于路面不平度激励机制,分析前后四轮之间的输入关联性,建立路面激励四轮输入数学模型;应用MATLAB/Simulink搭建含容积可调式空气弹簧悬架车辆系统仿真模型,并分析工作容积对车辆行驶性能的影响规律。仿真结果表明,与传统空气弹簧悬架相比,容积主动调节空气悬架可以提高车辆系统的行驶平顺性与操纵稳定性。3)在理论研究基础上,以四档容积可调式空气弹簧为例,基于ABAQUS中的材料本构模型与rebar单元、气体单元和流体腔等方法建立容积可调式空气弹簧有限元模型。分析仿真结果构建容积、空气压强、帘线复合参数等对容积可调式空气弹簧刚度特性的影响规律。4)基于多学科优化软件Isight和有限元分析软件ABAQUS,建立容积可调式空气弹簧结构参数化模型,确定优化设计目标函数、参数变量及约束条件,分析空气弹簧优化变量的灵敏度,获得影响应力主要参数。选择NCGA优化算法,对容积可调式空气弹簧主气室进行结构优化设计,进而通过Monte Carlo分析优化结果的可靠性,从而达到了优化目的,提高了空气弹簧的可靠性。
【学位单位】：江苏科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：U463.334.2
【部分图文】：

空气弹簧高度变化

空气弹簧支反力Fig.2.4TheReactingForceofAirSpring

图 2.5 工作容积与空气弹簧刚度关系g.2.5 The Relationship Between The Working Volume And The Stiffness of The Air S积可调式空气弹簧悬架模型

【参考文献】

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4 朱敬娜;赵倩;;空气弹簧的应用现状及发展趋势[J];电子制作;2013年24期

5 黄启科;麻友良;王保华;;汽车电控空气悬架发展与研究现状综述[J];湖北汽车工业学院学报;2013年02期

6 豆力;雍文亮;居刚;李海波;;重型牵引车空气悬架系统减振器最佳阻尼特性匹配[J];北京汽车;2013年02期

7 王浩宇;何锋;赵晶;曹华;;基于流固耦合的带附加气室空气弹簧的力学特性研究[J];橡胶工业;2012年05期

8 陈昆山;周柔;;基于随机路面的空气悬架平顺性研究[J];机械设计与制造;2012年05期

9 王国丽;朱清乐;刘树辉;戴立伟;;汽车空气悬架平顺性仿真研究[J];车辆与动力技术;2011年02期

10 过学迅;徐占;李孟良;杨波;汪斌;;路面不平度测量技术研究综述[J];中外公路;2009年05期

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4 刘文波;空气弹簧力学特性的有限元分析[D];武汉理工大学;2006年

本文编号：2823285