基于虚拟技术的田园管理车前悬架优化设计

发布时间：2021-03-02 05:46

　　为提高田园管理车前悬架作业性能和稳定性,通过构建多功能田园车前悬架三维模型,并建立起伏路面的拟合曲线,在虚拟仿真软件ADAMS中建立前悬架参数化仿真模型,对前悬架进行优化。优化后:主销内倾角变化量从6.52°～8.23°降低到7.08°～7.53°,优化率为73.7%,主销后倾角变化量从3.80°～3.82°降低到2.68°～2.69°,优化率为50%,车轮外倾角变化量从0.18°～1.05°降低到0.18°～0.73,优化率为36.8%,前束角变化量从-0.43°～1.43°降低到0.04°～0.74°,优化率为62.4%;对上摆臂柔性化处理后进行动力学分析,得到节点4355为最大应力点,前6阶模态的频率可近似为0,实测中上摆臂的1阶固有频率为33 Hz左右,上摆臂不会出现共振;仿真与试验得到前悬架上摆臂与转向节连接处球铰点最大受力分别为3 984 N和4 180 N,二者相对误差为4.689%,上摆臂试验测得模态结果与仿真结果误差均值为4.56%,与实际较为吻合,本文研究结果可为田园管理车前悬架优化设计提供参考。 

【文章来源】：中国农机化学报. 2020,41(08)北大核心

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

田园管理车三维模型

田园管理车由全地形车改装而成,前悬架总成包括减振器、转向直拉杆、上摆臂、下摆臂、转向节、车轮等,结构如图2所示。前悬架总成工作原理:上摆臂与下摆臂分别可绕车架上纵梁与下纵梁旋转;减震器上、下端固定在车架与上摆臂之间,缓冲地面对车轮产生冲击力,上摆臂要承受其中大部分冲击力;转向节分别与车轮总成及转向直拉杆形成固定连接及球副连接,转向节与上摆臂及下摆臂之间也为球副连接。2.2 田园起伏路面曲线拟合

田园管理车在野外作业过程中,在崎岖路面、不平路面、制动转弯急停等工作环境下,车轮会产生剧烈的跳动,进而使车身有往一侧倾翻的趋势。仿真结果要与田园管理车实际工况吻合,前悬架模型要基于不平整的路面产生的车轮跳动来仿真分析,一般做法为输入驱动函数[5]。以10 m为一间距测试田间路面的起伏程度,具体操作为田园管理车在田间保持1 m/s的行驶速度,定好水平基准后,以0.25 m为间隔分为40个小区间,再测量每个区间路面起伏程度。运用Matlab进行曲线拟合[6],R-square为0.995 1,说明拟合度较高,起伏路面曲线拟合方程转化为驱动函数为-0.146+0.013 72×cos(1.877×time)-49.87×sin(1.877×time),起伏路面拟合曲线如图3所示。2.3 前悬架参数化仿真模型

【参考文献】：
期刊论文
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[2]果园多功能动力底盘设计与试验[J]. 郝朝会,杨学军,刘立晶,尹素珍,刘淑萍,赵金辉.  农业机械学报. 2018(12)
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[6]汽车主动悬架动态特性分析与平顺性分析[J]. 张春友,张志山,赵宏丽.  中国农机化学报. 2015(02)
[7]基于虚拟样机的前悬架建模及仿真优化[J]. 张桂华,林连华,徐海港.  中国农机化学报. 2015(01)
[8]新型运动款汽车前悬架设计及参数化分析[J]. 姜立标,刘永花,谷方德,魏韬.  北京航空航天大学学报. 2010(04)
[9]双横臂悬架在转向和跳动时的运动分析[J]. 常云霞,李浩东,王青.  煤炭技术. 2010(04)
[10]基于虚拟制造技术的田园机械建模与仿真[J]. 刘军,陈合顺,赵东辉,张慧.  河南科技大学学报(自然科学版). 2007(05)

博士论文
[1]车辆疲劳耐久性分析、试验与优化关键技术研究[D]. 吴道俊.合肥工业大学 2012



本文编号：3058726