基于准零刚度原理的新型被动悬架设计
发布时间：2020-12-22 06:36
悬架系统对车辆平顺性和安全性起着至关重要的作用。准零刚度结构能够在不降低静刚度的前提下,减小系统动刚度,从而大幅降低振动系统低频段的幅值。因此被动准零刚度悬架有助于削减悬架的低频共振峰,改善车辆平顺性。鉴于通过主动或半主动方法实现准零刚度原理存在增加系统能耗等不足,本文将被动准零刚度结构同车辆悬架相结合,提出了被动准零刚度悬架构型。对比论证了被动准零刚度结构的各种实现形式在车辆悬架系统中的适用性,研究了碟簧与螺旋弹簧多种组合方案的动力学特性,设计了以碟簧组合体同螺旋弹簧串联为核心装置的被动准零刚度悬架结构方案。通过对碟簧及其组合体的力学特性分析,建立了碟簧组合体刚度特性数值模型。利用压力机实测碟簧组合体的刚度特性曲线,辨识数值模型参数,验证了碟簧组合体数值模型的正确性。在此基础上建立1/4被动准零刚度悬架的仿真分析模型,分析了被动准零刚度装置参数对悬架性能的影响规律,对比分析了被动准零刚度悬架同传统被动悬架的性能,结果表明被动准零刚度悬架能够大幅提高车辆平顺性,从而验证了设计方案的可行性。最终设计并制作了被动准零刚度悬架样机,在1/4被动悬架试验台的基础上,完成1/4被动准零刚度悬架试...
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２．８按不同高厚比系数ｚ的碟簧力学特性曲线图［３２］??
碟簧不同于一般的螺旋弹簧，其本身的负载特性曲线就是非线性的，当选取??不同的高厚比（ｚ＝／７。／／）时，可以实现在碟簧压平时，呈现负刚度或准零刚度的力学??特性。标准的碟形弹簧立体图和剖视图如图２．７所示。??——??图２．７碟簧三维图以及剖视图??碟簧受压后锥度变小逐渐变成水平，压平后的碟簧跟垫片没有区别。图２．８??是Ｖａｌｅｅｖ选取一组固定外径、内径、高度的碟簧，不同厚度时，由碟簧理论公??式得出的碟簧力学特性曲线图。??ｒ－Ｎ?／?／??３０００?－?／?／??ｚ＜Ｖ２?，?ｒ＞ｓ／２??２〇〇〇?－?￣￣ｙ?／??Ａ—「ｒ＾?，，?＞２办??／?ｙ?響??—??Ｉｐ?？?＂?，—－??－?三??一一??ｒ?Ｏ．（Ｘ）５?／?０．０１（３?（ＭＨ５??＞ｖ！，ｍ??图２．８按不同高厚比系数ｚ的碟簧力学特性曲线图［３２］??从图２．８中可看出根据不同高厚比系数ｚ，碟簧性能变化很大。但是也正是??由于碟簧的非线性
００?ｉ??图２．１０碟旋弹簧串联模型??基于螺旋弹簧的弹簧刚度公式，弹簧的弹性系数ｋ与弹簧的直径Ｚ）２、弹簧??丝直径义弹簧材料Ｇ、弹簧旋绕比Ｃ和弹簧有效圈数《相关，其公式为：??２０??
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种三段式悬架变刚度螺旋弹簧设计研究[J]. 冯金芝,李原,郑松林,徐骏. 机械设计与制造. 2016(09)
[2]分离指加强筋对膜片弹簧性能影响的仿真研究[J]. 薄小斌,张晓东,张瑞亮,郭亚敏. 中国农机化学报. 2016(04)
[3]碟形橡胶准零刚度隔振器的设计和特性分析[J]. 徐道临,周杰,周加喜,张敬. 湖南大学学报(自然科学版). 2015(08)
[4]电流变客车减振器的力学分析与最优控制[J]. 王皓,周健,何志鹏,何正中. 电子科技大学学报. 2015(04)
[5]盘式制动器组合碟簧的仿真实验研究[J]. 米月花,寇子明. 中国农机化学报. 2015(04)
[6]车辆主动悬架的遗传粒子群LQG控制方法[J]. 陈双,宗长富. 汽车工程. 2015(02)
[7]断路器用液压操动机构储能碟簧的可靠性研究[J]. 周仙娥,史芳颖,康子雄,张润田. 高压电器. 2015(01)
[8]一种准零刚度隔振器的特性分析与实验研究[J]. 徐道临,张月英,周加喜,张敬. 振动与冲击. 2014(11)
[9]空气弹簧发展及其研究现状[J]. 甄亚林,李芾,霍芳霄. 电力机车与城轨车辆. 2014(01)
[10]基于负刚度理论的悬架系统设计及整车平顺性仿真分析[J]. 侯广全,刘浩,何辉,屈小贞. 辽宁工业大学学报(自然科学版). 2013(01)
博士论文
[1]新型准零刚度隔振器的设计和特性研究[D]. 孟令帅.中国人民解放军军事医学科学院 2015
[2]基于主动负刚度原理的大型精密仪器系统隔微振技术[D]. 闻荣伟.哈尔滨工业大学 2015
[3]车辆可变阻尼减振器半主动悬架研究[D]. 李仕生.重庆大学 2012
[4]车辆悬架系统关键技术研究[D]. 王维锐.浙江大学 2007
硕士论文
[1]电动汽车平顺性与操纵稳定性的研究与优化[D]. 魏志强.西安理工大学 2017
[2]乘用车用空气弹簧设计[D]. 董向力.吉林大学 2016
[3]基于AMESim的主动悬架建模及其对车辆相关性能的影响研究[D]. 候观遠青.江苏大学 2016
[4]车用离合器开槽碟簧分离特性研究及其运动仿真和优化[D]. 张泽工.合肥工业大学 2016
[5]基于液压惯容器的汽车悬架设计与试验研究[D]. 陈家上.浙江大学 2016
[6]基于Matlab仿真的车辆主动悬架研究[D]. 杨斌.长安大学 2015
[7]新法规下汽车平顺性虚拟道路试验系统与评价方法研究[D]. 盛丹丹.安徽农业大学 2013
[8]准零刚度隔振器的特性分析及实验研究[D]. 张月英.湖南大学 2013
[9]汽车离合器膜片弹簧的优化设计[D]. 吴真远.苏州大学 2011
[10]少片变截面钢板弹簧结构设计与性能研究[D]. 朱晓博.武汉理工大学 2011
本文编号：2931317
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２．８按不同高厚比系数ｚ的碟簧力学特性曲线图［３２］??
碟簧不同于一般的螺旋弹簧，其本身的负载特性曲线就是非线性的，当选取??不同的高厚比（ｚ＝／７。／／）时，可以实现在碟簧压平时，呈现负刚度或准零刚度的力学??特性。标准的碟形弹簧立体图和剖视图如图２．７所示。??——??图２．７碟簧三维图以及剖视图??碟簧受压后锥度变小逐渐变成水平，压平后的碟簧跟垫片没有区别。图２．８??是Ｖａｌｅｅｖ选取一组固定外径、内径、高度的碟簧，不同厚度时，由碟簧理论公??式得出的碟簧力学特性曲线图。??ｒ－Ｎ?／?／??３０００?－?／?／??ｚ＜Ｖ２?，?ｒ＞ｓ／２??２〇〇〇?－?￣￣ｙ?／??Ａ—「ｒ＾?，，?＞２办??／?ｙ?響??—??Ｉｐ?？?＂?，—－??－?三??一一??ｒ?Ｏ．（Ｘ）５?／?０．０１（３?（ＭＨ５??＞ｖ！，ｍ??图２．８按不同高厚比系数ｚ的碟簧力学特性曲线图［３２］??从图２．８中可看出根据不同高厚比系数ｚ，碟簧性能变化很大。但是也正是??由于碟簧的非线性
００?ｉ??图２．１０碟旋弹簧串联模型??基于螺旋弹簧的弹簧刚度公式，弹簧的弹性系数ｋ与弹簧的直径Ｚ）２、弹簧??丝直径义弹簧材料Ｇ、弹簧旋绕比Ｃ和弹簧有效圈数《相关，其公式为：??２０??
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种三段式悬架变刚度螺旋弹簧设计研究[J]. 冯金芝,李原,郑松林,徐骏. 机械设计与制造. 2016(09)
[2]分离指加强筋对膜片弹簧性能影响的仿真研究[J]. 薄小斌,张晓东,张瑞亮,郭亚敏. 中国农机化学报. 2016(04)
[3]碟形橡胶准零刚度隔振器的设计和特性分析[J]. 徐道临,周杰,周加喜,张敬. 湖南大学学报(自然科学版). 2015(08)
[4]电流变客车减振器的力学分析与最优控制[J]. 王皓,周健,何志鹏,何正中. 电子科技大学学报. 2015(04)
[5]盘式制动器组合碟簧的仿真实验研究[J]. 米月花,寇子明. 中国农机化学报. 2015(04)
[6]车辆主动悬架的遗传粒子群LQG控制方法[J]. 陈双,宗长富. 汽车工程. 2015(02)
[7]断路器用液压操动机构储能碟簧的可靠性研究[J]. 周仙娥,史芳颖,康子雄,张润田. 高压电器. 2015(01)
[8]一种准零刚度隔振器的特性分析与实验研究[J]. 徐道临,张月英,周加喜,张敬. 振动与冲击. 2014(11)
[9]空气弹簧发展及其研究现状[J]. 甄亚林,李芾,霍芳霄. 电力机车与城轨车辆. 2014(01)
[10]基于负刚度理论的悬架系统设计及整车平顺性仿真分析[J]. 侯广全,刘浩,何辉,屈小贞. 辽宁工业大学学报(自然科学版). 2013(01)
博士论文
[1]新型准零刚度隔振器的设计和特性研究[D]. 孟令帅.中国人民解放军军事医学科学院 2015
[2]基于主动负刚度原理的大型精密仪器系统隔微振技术[D]. 闻荣伟.哈尔滨工业大学 2015
[3]车辆可变阻尼减振器半主动悬架研究[D]. 李仕生.重庆大学 2012
[4]车辆悬架系统关键技术研究[D]. 王维锐.浙江大学 2007
硕士论文
[1]电动汽车平顺性与操纵稳定性的研究与优化[D]. 魏志强.西安理工大学 2017
[2]乘用车用空气弹簧设计[D]. 董向力.吉林大学 2016
[3]基于AMESim的主动悬架建模及其对车辆相关性能的影响研究[D]. 候观遠青.江苏大学 2016
[4]车用离合器开槽碟簧分离特性研究及其运动仿真和优化[D]. 张泽工.合肥工业大学 2016
[5]基于液压惯容器的汽车悬架设计与试验研究[D]. 陈家上.浙江大学 2016
[6]基于Matlab仿真的车辆主动悬架研究[D]. 杨斌.长安大学 2015
[7]新法规下汽车平顺性虚拟道路试验系统与评价方法研究[D]. 盛丹丹.安徽农业大学 2013
[8]准零刚度隔振器的特性分析及实验研究[D]. 张月英.湖南大学 2013
[9]汽车离合器膜片弹簧的优化设计[D]. 吴真远.苏州大学 2011
[10]少片变截面钢板弹簧结构设计与性能研究[D]. 朱晓博.武汉理工大学 2011
本文编号：2931317
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