车装钻机油气悬挂系统仿真分析与试验研究

发布时间：2017-04-09 04:06

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【摘要】：本文论证了车装钻机应用油气悬挂系统的必要性和可行性。结合课题“特种车辆全轮智能转向系统研究”,以车装钻机悬挂系统为研究对象,建立了车辆油气悬挂缸的物理模型。 利用孔口流场理论、理想气体状态方程、实际气体状态方程和热力学基本定律建立了油气悬挂缸的数学模型。分析了油气悬挂缸结构参数和工作参数对油气悬挂缸动态特性的影响规律,研究了油气悬挂缸刚度和阻尼特性的影响因素。 提出了油气悬挂缸的试验方法,进行了油气悬挂缸的特性试验,对比试验结果与仿真结果,验证了油气悬挂缸数学模型正确性。 应用分形理论研究油气悬挂缸静态特性输出力分布的分形特征,推导出相应的分形几何模型。结果表明油气悬挂缸的性能分布具有分形特征,在实际应用中其分形维数和分形模型是可行的。 本文所做的工作为车装钻机油气悬挂系统的设计计算以及选型提供了理论依据。
【关键词】：油气悬挂 数学模型 非线性 计算机仿真 刚度 阻尼 钻机 分形维数 分形模型
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2005
【分类号】：P634.31
【目录】：

• 第1章 绪论9-35
• 1.1 引言9-10
• 1.2 课题研究的意义10-11
• 1.3 车辆悬挂系统的结构、分类及特点11-15
• 1.3.1 悬挂系统的结构11-12
• 1.3.2 悬挂系统的分类及特点12-15
• 1.4 油气悬挂系统的发展史、特点及其应用15-19
• 1.4.1 油气悬挂系统的发展史15-16
• 1.4.2 油气悬挂系统的特点16-19
• 1.4.3 油气悬挂系统的应用19
• 1.5 油气悬挂技术在车装钻机中的应用19-26
• 1.5.1 油气悬挂系统在车装钻机中的应用现状19-22
• 1.5.2 油气悬挂系统在车装钻机中应用的必要性22-23
• 1.5.3 油气悬挂系统在车装钻机中应用的可行性23-26
• 1.6 国内外油气悬挂系统研究现状26-29
• 1.6.1 国外油气悬挂系统研究现状26-29
• 1.6.2 国内油气悬挂系统的研究现状29
• 1.7 本文的研究方法和主要内容29-35
• 1.7.1 问题的提出29-31
• 1.7.2 研究方法31-32
• 1.7.3 主要内容32-35
• 第2章 油气悬挂缸的工作原理及非线性数学模型的建立35-64
• 2.1 引言35-36
• 2.2 油气悬挂系统安装与工作原理36-41
• 2.2.1 试验用油气缸简介36-38
• 2.2.2 油气悬挂系统安装形式38-39
• 2.2.3 油气悬挂缸的工作原理39-41
• 2.3 油气悬挂系统非线性数学模型的建立41-63
• 2.3.1 油气悬挂缸物理模型41-44
• 2.3.1.1 油气悬挂缸物理模型的建立41-43
• 2.3.1.2 前桥油气悬挂缸受力分析43-44
• 2.3.2 油气悬挂缸的非线性数学模型建立44-63
• 2.3.2.1 阻尼孔流场数学模型建立44-49
• 2.3.2.2 单向阀流场数学模型的建立49-52
• 2.3.2.3 油液压缩性方程52-53
• 2.3.2.4 摩擦阻力的确定53-55
• 2.3.4.5 气体多变过程55-63
• 2.4 本章小结63-64
• 第3章 车辆油气悬挂缸动态特性的仿真分析64-88
• 3.1 引言64
• 3.2 油气悬挂缸模型参数及仿真激励信号的选择64-69
• 3.2.1 油气悬挂缸仿真模型参数资料64
• 3.2.2 油气悬挂缸仿真激励信号64-67
• 3.2.3 油气悬挂缸仿真结果67-69
• 3.3 油气悬挂缸位移特性和速度特性影响因素分析69-76
• 3.3.1 位移特性和速度特性与结构参数的关系69-73
• 3.3.2 位移特性和速度特性与工作参数的关系73-76
• 3.4 油气悬挂缸的性能描述76-78
• 3.4.1 非线性振动描述76-77
• 3.4.2 油气悬挂系统性能及其影响因素分析77-78
• 3.5 油气悬挂缸非线性刚度特性研究78-81
• 3.5.1 充气压力对刚度的影响79-80
• 3.5.2 充气容积对刚度的影响80-81
• 3.5.3 环形腔横截面积对刚度的影响81
• 3.6 油气悬挂缸非线性阻尼特性研究81-87
• 3.6.1 激振信号频率对阻尼的影响82-85
• 3.6.3 环形腔横截面积对阻尼的影响85-87
• 3.7 本章小结87-88
• 第4章 车辆油气悬挂缸动态特性的试验研究88-110
• 4.1 引言88
• 4.2 油气悬挂系统试验研究88-94
• 4.2.1 试验目的88-89
• 4.2.2 试验依据89
• 4.2.3 试验方法89-90
• 4.2.4 试验装置和设备90-92
• 4.2.5 试验内容92-94
• 4.3 仿真与试验结果分析94-109
• 4.3.1 摩擦力试验结果94-96
• 4.3.2 静特性试验结果96
• 4.3.3 动态特性仿真与试验结果比较分析96-109
• 4.4 试验误差分析109
• 4.5 本章小结109-110
• 第5 章基于分形理论的车辆油气悬挂缸性能研究110-121
• 5.1 引言110
• 5.2 分形基本理论与公式110-114
• 5.2.1 分形基本理论111-112
• 5.2.2 分形维数112-114
• 5.3 油气悬挂缸的分形维数测定和应用114-118
• 5.3.1 油气悬挂缸速度特性分布的维数114-116
• 5.3.2 油气悬挂缸分形模型的推导和应用116-118
• 5.3.2.1 油气悬挂缸静态特性输出力分布分形模型的推导116-117
• 5.3.2.2 油气悬挂缸静态特性输出力分布分形模型的应用117-118
• 5.4 分形应用结果分析和讨论118-120
• 5.4.1 分形应用结果分析118-119
• 5.4.2 分形应用结果讨论119-120
• 5.5 小结120-121
• 第6章结论与展望121-127
• 6.1 结论121-124
• 6.2 展望124-127
• 参考文献127-136
• 攻读博士学位期间发表的学术论文及科研成果136-138
• 致谢138-139
• 摘要139-143
• Abstract143-147

【引证文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 陈轶杰;郑冠慧;郭建娟;韩小玲;冯栋梁;;基于紊流状态的阻尼阀缝隙节流解析计算[J];力学与实践;2013年02期

中国博士学位论文全文数据库 前3条

1 刘志强;车辆油气悬挂系统动力学研究[D];哈尔滨工程大学;2011年

2 杜恒;大型轮式车辆油气悬架及电液伺服转向系统研究[D];浙江大学;2011年

3 吕宝占;非公路车辆前轴油气悬架系统动力学特性研究[D];南京农业大学;2008年

中国硕士学位论文全文数据库 前2条

1 方新;连通式油气悬架系统特性研究[D];大连理工大学;2011年

2 李艳春;基于某6*6越野车的油气互连悬架应用与仿真[D];吉林大学;2008年

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本文编号：294402