基于振動(dòng)舒適性的山地自行車后懸架系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì).pdf

1、本研究圍繞實(shí)現(xiàn)山地自行車后懸架系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)的三個(gè)要素，建立了人-車系統(tǒng)模型，制定了反映后懸架性能的評(píng)價(jià)指標(biāo)，探討了實(shí)現(xiàn)山地車后懸架優(yōu)化設(shè)計(jì)的有效方法。主要內(nèi)容如下： ⑴較為全面地分析了山地自行車后懸架主要類型，將其歸納為單鉸搖臂結(jié)構(gòu)、搖臂驅(qū)動(dòng)式四桿機(jī)構(gòu)和連桿驅(qū)動(dòng)式四桿機(jī)構(gòu)三類，并以后懸架的力比曲線為核心，研究和比較了不同后懸架的特性，得出連桿驅(qū)動(dòng)式后懸架具有較小剛度的結(jié)論。通過(guò)分析找出了影響后懸架系統(tǒng)性能的設(shè)計(jì)參數(shù)，并以這些參數(shù)

2、為設(shè)計(jì)變量，以實(shí)際結(jié)構(gòu)空間限制為約束條件，以設(shè)定的力比曲線為優(yōu)化目標(biāo)，通過(guò)典型實(shí)例優(yōu)化了后懸架系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)。 ⑵借鑒國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO2631-1中人體承受全身振動(dòng)時(shí)舒適性評(píng)價(jià)方法，建立了山地車騎行者受振模型，并給出了振動(dòng)舒適性評(píng)價(jià)指標(biāo)。基于該評(píng)價(jià)指標(biāo)，進(jìn)行了山地車車架系統(tǒng)振動(dòng)實(shí)驗(yàn)，并分析了不同減振器在不同頻率激勵(lì)條件下的振動(dòng)特性，得出了在一定頻率范圍內(nèi)彈簧減振器具有與液壓和氣壓減振器相同的效果。 ⑶以山地車車架系統(tǒng)模型為基

3、礎(chǔ)，建立了將騎行者視為五剛體、考慮四桿機(jī)構(gòu)后懸架的人-山地車系統(tǒng)多剛體動(dòng)力學(xué)模型，并在ADAMS軟件中實(shí)現(xiàn)了仿真建模。通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)獲得數(shù)據(jù)樣本，采用回歸分析和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法分別建立了后懸架設(shè)計(jì)變量與優(yōu)化目標(biāo)之間關(guān)系的數(shù)學(xué)模型。應(yīng)用該數(shù)學(xué)模型預(yù)測(cè)振動(dòng)舒適性與采用多剛體動(dòng)力學(xué)模型計(jì)算結(jié)果基本吻合，驗(yàn)證了該模型的正確性。在此基礎(chǔ)上，以振動(dòng)舒適性為優(yōu)化目標(biāo)，以減振器剛度和機(jī)構(gòu)桿長(zhǎng)為設(shè)計(jì)變量，以實(shí)際結(jié)構(gòu)空間限制為約束條件，采用遺傳算法優(yōu)化了典型樣車

4、后懸架系統(tǒng)的設(shè)計(jì)參數(shù)。優(yōu)化結(jié)果表明：在一定條件下，采用人-車系統(tǒng)多剛體動(dòng)力學(xué)模型優(yōu)化的參數(shù)優(yōu)于基于力比曲線優(yōu)化的結(jié)果。 ⑷分析所建回歸方程表明：在其它參數(shù)不變的條件下，隨著減振器剛度和連架桿長(zhǎng)度的增加，振動(dòng)舒適性變差，而隨著連桿長(zhǎng)度的增加振動(dòng)舒適性得到改善；當(dāng)減振器剛度不變時(shí)，連架桿越長(zhǎng)，連桿越短，振動(dòng)舒適性越好；當(dāng)連架桿長(zhǎng)度一定時(shí)，連桿越短，振動(dòng)舒適性越好，減振器剛度對(duì)振動(dòng)舒適性的影響不大；當(dāng)連桿長(zhǎng)度一定時(shí)，連架桿越短，振動(dòng)舒