鉸接式自卸車橡膠懸架系統(tǒng)多體動力學分析、試驗研究與優(yōu)化.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、論文以AD250鉸接式自卸車橡膠懸架系統(tǒng)為研究對象,在江蘇省自然科學基金預研項目“非公路車輛懸掛系統(tǒng)動態(tài)特性建模分析與優(yōu)化研究”的支持下,運用有限元和多體系統(tǒng)動力學理論對其動態(tài)特性進行分析、試驗研究和優(yōu)化設計,以提高車輛的行駛平順性。論文的主要內(nèi)容和創(chuàng)新點如下: 1.建立了AD250鉸接式自卸車前、后懸架主彈性元件——沙漏式橡膠彈簧和夾層橡膠彈簧的非線性有限元參數(shù)化模型,對其軸向的非線性剛度進行了數(shù)值分析,得到的剛度曲線與實驗結

2、果有很好的一致性。通過沙漏式橡膠彈簧結構參數(shù)對彈簧軸向變形量的靈敏度分析,總結了不同載荷下結構參數(shù)變化對剛度影響的規(guī)律,確定了最敏感的設計變量。 2.基于SCHENCK整車道路模擬試驗臺,設計和實施了AD250鉸接式自卸車整車臺架試驗。采用路譜激勵模擬車輛實際行駛狀態(tài),在不同路面、載荷與車速下,以加權加速度均方根值為指標評價了AD250自卸車的平順性。對前后懸架橡膠彈簧上下測點的加速度響應進行頻譜與隔振性能分析,掌握了不同載荷工

3、況下前后橡膠懸架系統(tǒng)的非線性動態(tài)特性。 3.在分析.AD250鉸接式自卸車橡膠懸架結構拓撲構型的基礎上,運用多體動力學理論,建立了橡膠懸架系統(tǒng)及整車的非線性多剛體虛擬樣機。在不同的等級路面、載荷和車速下,對模型進行了多剛體動力學仿真。通過與試驗結果對比分析了多剛體模型的有效性,確定了懸架桿件的剛性化是一個主要的誤差源。 4.基于AD250鉸接式自卸車多剛體動力學模型,應用修正的Craig—Bampton模態(tài)綜合法,對車輛

4、行駛過程中相對變形較大的懸架桿件進行模態(tài)分析,把生成的模態(tài)中性文件引入到多剛體模型中取代相應的剛體,建立了相對多剛體模型更符合工程實際的整車剛?cè)狁詈隙囿w動力學模型。通過對模型的數(shù)值仿真和實驗對比,得出了懸架系統(tǒng)的動力學特性并驗證了模型的正確性。 5.基于整車剛?cè)狁詈隙囿w動力學模型,分析了懸架桿件的動應力,指出了各桿件的應力最大部位和評價了動強度。得到各懸架桿件某一瞬時的應力云圖和各個節(jié)點在車輛運行過程中的動態(tài)應力一時間歷程,為評

5、估懸架桿件的疲勞壽命提供了理論依據(jù)。 6.以改善汽車行駛平順性和兼顧汽車操縱穩(wěn)定性的原則,提出了一種考慮該車各種行駛工況和多個設計變量的懸架動態(tài)優(yōu)化數(shù)學模型,和基于整車多體動力學仿真的懸架優(yōu)化設計方法。 7.基于整車剛?cè)狁詈隙囿w動力學模型和序列二次規(guī)劃法,優(yōu)化了不同載荷下的懸架系統(tǒng)特性參數(shù);對不同載荷下對應的最優(yōu)懸架剛度進行最小二乘擬合,得到了橡膠懸架剛度的最佳非線性特性曲線。以此曲線為優(yōu)化目標,完成了新型懸架橡膠彈簧結

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