基于平顺性的矿用车油气悬架系统研究

发布时间：2017-09-11 09:43

  本文关键词：基于平顺性的矿用车油气悬架系统研究

  更多相关文章： 油气悬架 刚度特性 阻尼特性 平顺性 仿真

【摘要】：车辆悬架系统的特性决定了整车的行驶特性。油气悬架系统以油气弹簧和横向稳定杆为关键部件,将液压传动与减振技术很好地结合在一起,具有很好的非线性特性,广泛应用于工程车辆、坦克、军用车辆和越野车辆。矿用自卸车承受载荷大,工作地点常为矿山与工地,行驶条件恶劣,会受到较大的垂向冲击力,降低了车辆的平顺性与车辆的使用寿命,驾驶员长时间处于这种工作环境下很容易疲劳。采用油气悬架系统对提高矿用自卸车平顺性,减轻驾驶员的工作疲劳以及缓和路面冲击有很大帮助。本文以企业合作项目为依托,针对某三轴矿用自卸车的传统悬架系统提出一种单气室油气悬架系统,从油气弹簧与横向稳定杆以及整车平顺性对该悬架系统作了深入研究。在研究油气悬架系统的结构组成与工作原理后,初步确定了油缸内径,密封圈以及油液的选取等设计参数。建立了D级路面输入模型与整车十自由度振动模型。针对系统关键部件油气弹簧,建立非线性数学模型,仿真研究主要结构参数对油气弹簧刚度特性和阻尼特性的影响趋势。通过油气悬架的台架性能试验验证了数学模型的正确性。针对系统关键部件横向稳定杆,研究了其侧倾角刚度和工作应力,并初步探究了横向稳定杆的设计方法。利用ADAMS/Car仿真,研究了横向稳定杆的结构参数对车辆侧倾刚度的影响。在脉冲路面和随机路面两种典型路面激励下,分别在时域和频域内从座椅垂向加速度,轮胎动载荷,悬架动挠度三方面对比分析了安装油气悬架车辆与传统悬架车辆的平顺性。研究结果表明,采用油气悬架的车辆与传统悬架车辆相比,座椅最大垂向加速度减小30%,轮胎动载荷减小27.8%,悬架动挠度基本一致,且衰减路面冲击的能力显著增强。因此得出结论,油气悬架车辆无论是在跨越障碍物时还是在颠簸行驶时都对车辆的平顺性有较大提高。
【关键词】：油气悬架 刚度特性 阻尼特性 平顺性 仿真
【学位授予单位】：江苏大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U463.33
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 绪论11-19
• 1.1 课题研究的目的和意义11-12
• 1.2 油气悬架概述12-17
• 1.2.1 油气悬架系统优缺点13
• 1.2.2 油气悬架系统的分类13-15
• 1.2.3 国外研究现状15-17
• 1.2.4 国内研究现状17
• 1.3 本文主要研究内容17-19
• 第2章 车辆平顺性基础及动力学模型的建立19-30
• 2.1 车辆平顺性定义与评价方法19-20
• 2.2 路面系统建模20-25
• 2.2.1 路面谱的定义及分类20-22
• 2.2.2 单轮路面输入时域模型22-23
• 2.2.3 左右轮路面输入时域模型23-24
• 2.2.4 D级路面输入模型24-25
• 2.3 十自由度车辆动力学模型的建立25-29
• 2.3.1 车辆振动模型25-27
• 2.3.2 质量参数的获得27-28
• 2.3.3 Simulink模型的建立28-29
• 2.4 本章小结29-30
• 第3章 油气弹簧非线性数学模型的建立30-50
• 3.1 油气弹簧的工作原理30-31
• 3.2 油气弹簧关键结构的设计31-33
• 3.3 油气弹簧数学模型的建立33-42
• 3.3.1 蓄能器模型35-38
• 3.3.2 管路连接处的压力损失38-39
• 3.3.3 管路中的压力损失39
• 3.3.4 节流孔数学模型39-41
• 3.3.5 油液阻尼力的计算41-42
• 3.4 油气悬架数值仿真分析42-45
• 3.4.1 仿真激励信号42
• 3.4.2 模型仿真参数42-43
• 3.4.3 油气弹簧数值仿真结果43-45
• 3.5 油气悬架台架试验45-49
• 3.5.1 试验设备45-46
• 3.5.2 试验原理46-47
• 3.5.3 试验步骤47
• 3.5.4 仿真和试验结果的比较47-49
• 3.6 本章小结49-50
• 第4章 油气弹簧非线性特性研究50-62
• 4.1 影响油气弹簧非线性特性的因素50
• 4.2 油气悬架阻尼特性研究50-56
• 4.3 油气悬架刚度特性研究56-59
• 4.4 油气悬架刚度阻尼特性线性化59-61
• 4.5 本章小结61-62
• 第5章 横向稳定杆与车辆平顺性仿真62-75
• 5.1 横向稳定杆62-66
• 5.1.1 横向稳定杆侧倾角刚度分析62-64
• 5.1.2 横向稳定杆应力计算64-65
• 5.1.3 横向稳定杆的设计方法65-66
• 5.2 横向稳定杆对侧倾的影响66-68
• 5.3 油气悬架车辆与原车辆平顺性对比分析68-73
• 5.3.1 三角脉冲路面激励仿真68-71
• 5.3.2 随机路面激励仿真71-73
• 5.4 本章小结73-75
• 第6章 总结与展望75-77
• 6.1 全文总结75-76
• 6.2 展望76-77
• 参考文献77-81
• 致谢81-82
• 攻读硕士期间主要研究成果82

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本文编号：829999