某轻型商务车空气悬架系统开发

发布时间：2017-07-29 18:20

  本文关键词：某轻型商务车空气悬架系统开发

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【摘要】：随着汽车技术的不断发展,人们对车辆的平顺性、操纵稳定性要求也日益提高。在轻型商务车领域中,常用的钢板弹簧悬架逐渐不能满足人们的需求,空气悬架开始渐渐推广。空气悬架的弹性元件为空气气囊弹簧,具有非线性刚度特性、悬架高度不随载荷变化而变化,使整车在空载、满载悬架高度保持不变,可以降低车身高度,提高车辆的平顺性。本文针对某轻型商务车,根据空气悬架运动特性,运用虚拟样机技术,对装配后空气悬架的某轻型商务车进行平顺性、操纵稳定性的仿真分析,得到一套整车空气悬架设计及优化的方法。首先,根据整车设计需求,利用ABAQUS对相关的空气弹簧进行建模,分析了其刚度的非线性特性。通过静态分析得到各参数对刚度特性的影响,动态分析得到不同频率下的响应及其隔震特性；利用MATLAB进行参数化建模,根据所需求的刚度特性快速建模。基于ADAMS平台,建立含组合悬架的整车模型,并对其进行操稳性和平顺性仿真分析。依据国家标准,对虚拟整车样机进行操纵稳定性和行驶平顺性的各个工况的仿真试验,并依据国家标准进行评分。对评分相对偏低的工况进行理论分析,找出影响敏感因素,并重新优化设计,使整车总体的评分达到最优。其次,对该空气悬架系统中主要零部件进行结构设计开发,并对主要承载零件进行CAE分析,保证零件强度、降低重量、结构优化,提高开发质量。最后,根据仿真分析结果,对提高后空气悬架侧倾角刚度进行方案优化,以便提高整车操纵稳定性。分别对横向耦合连接板方案、后稳定杆方案进行了模拟分析并得到最优方案。根据最优方案进行实体样车装配,对实体样车的平顺性、操纵稳定性客观试验数据与仿真结果进行对比分析,模拟仿真分析与实际试验情况较为接近,证明此方法及改进方案有效,为后续的空气弹簧悬架设计及优化提供有效的参考。
【关键词】：空气弹簧悬架 ADAMS 虚拟仿真 侧倾角刚度 改进优化
【学位授予单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U463.33
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-12
• 1 绪论12-15
• 1.1 课题背景及意义12
• 1.2 国内外汽车空气弹簧悬架研究现状及发展趋势12-14
• 1.3 本文研究的主要内容14
• 1.4 本章小结14-15
• 2 空气悬架系统的匹配设计15-28
• 2.1 整车基本参数及性能指标15-17
• 2.1.1 目标车型的基本参数15
• 2.1.2 平顺性的重要指标15-17
• 2.1.2.1 空气悬架的固有频率、动挠度选择15-16
• 2.1.2.2 空气悬架的弹性特性16
• 2.1.2.3 空气悬架的阻尼特性16-17
• 2.1.3 操纵稳定性的重要指标17
• 2.2 空气悬架结构选型及方案布置17-18
• 2.2.1 空气悬架结构选型17
• 2.2.2 空气悬架布置方案17-18
• 2.3 空气弹簧的选择及性能计算18-25
• 2.3.1 空气弹簧规格选择18-21
• 2.3.2 空气弹簧刚度计算21-23
• 2.3.3 后悬架偏频计算23-25
• 2.4 高度控制阀及限位阀的选择25-27
• 2.4.1 高度控制阀25-26
• 2.4.2 限位阀26-27
• 2.5 运动极限限位装置设计27
• 2.5.1 运动上极限限位27
• 2.5.2 运动下极限限位27
• 2.6 本章小结27-28
• 3 空气悬架关键零部件的设计及有限元强度分析28-46
• 3.1 导向机构的选型及设计28-32
• 3.1.1 空气弹簧悬架系统导向机构选型28-30
• 3.1.1.1 板簧式导向机构28
• 3.1.1.2 单纵臂式导向机构28-29
• 3.1.1.3 A字形的导向机构29
• 3.1.1.4 双纵臂式导向机构29-30
• 3.1.2 导向臂结构设计30-31
• 3.1.3 卷耳强度计算31-32
• 3.2 减振器设计32-36
• 3.2.1 减振器的选择及布置32-33
• 3.2.2 减振器行程的确定33-34
• 3.2.3 减振器总成的阻尼力匹配34-36
• 3.3 后稳定杆装置设计36-39
• 3.4 车辆侧倾角刚度及侧倾角计算39-40
• 3.5 后空气悬架关键零部的分析40-43
• 3.5.1 导向臂强度分析41-42
• 3.5.2 推力杆强度分析42-43
• 3.6 空气弹簧托盘强度分析43-45
• 3.6.1 气簧托盘43
• 3.6.2 试验载荷43-44
• 3.6.3 计算载荷及约束44
• 3.6.4 计算结果44-45
• 3.7 本章小结45-46
• 4 整车平顺性仿真分析46-54
• 4.1 后空气悬架虚拟样机的建立46-48
• 4.1.1 几何模型参数46-47
• 4.1.2 力学特性参数47-48
• 4.2 整车平顺性虚拟样机模型搭建48-51
• 4.3 整车平顺性仿真依据标准51
• 4.4 整车平顺性模型的试验验证51-53
• 4.4.1 随机路面平顺性仿真分析52-53
• 4.4.2 脉冲路面平顺性仿真分析53
• 4.5 本章小结53-54
• 5 整车操纵稳定性仿真分析54-70
• 5.1 整车多体动力学模型建立及MATLAB输入54
• 5.2 稳态回转试验54-57
• 5.3 转向角阶跃仿真分析57-58
• 5.4 蛇形试验58-60
• 5.5 基于仿真结果的优化方案60-69
• 5.5.1 方案优化目标60
• 5.5.2 优化方案分析60-69
• 5.5.2.1 优化方案一62-65
• 5.5.2.2 优化方案二65-69
• 5.5.2.3 结论分析69
• 5.6 本章小结69-70
• 6 试验验证70-74
• 6.1 后空气悬架操纵稳定性客观试验数据70-72
• 6.2 后空气悬架平顺性客观试验数据72
• 6.3 可靠性试验数据72-73
• 6.4 试验结论73-74
• 7 总结与展望74-76
• 7.1 全文总结74
• 7.2 论文展望74-76
• 致谢76-77
• 参考文献77-80
• 附录80

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5 王青海,姚久永,张士臣,雷雨成;空气悬架的结构性能及市场前景[J];现代零部件;2004年07期

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7 Ray Mueller;浅谈空气悬架[J];城市车辆;2005年04期

8 陶金忠;;空气悬架的使用与维护[J];液压与气动;2005年12期

9 姜立标,王登峰;货车空气悬架的现状及发展趋势[J];齐齐哈尔大学学报;2005年01期

10 雷勇;张乔峤;任文社;;空气悬架客车方向发摆的原因分析[J];客车技术与研究;2006年04期

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1 卢刚;;空气悬架在客车上的应用[A];2004年中国客车行业发展论坛暨中国客车学术年会论文集[C];2004年

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5 胡久强;刘光剑;梁耀锋;李雄菲;左雄;;商用车空气悬架单轮模型的仿真研究[A];西南汽车信息：2013年第4期（总第325期）[C];2013年

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本文编号：590488