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文檔簡介
1、空氣懸架可以減少整車的振動噪聲,車輪動載荷小,安裝有空氣懸架的車輛可以獲得理想的固有頻率,可以獲得更好的行駛平順性、操縱穩(wěn)定性和行駛安全性,因而有著廣闊的發(fā)展應用前景。本論文主要針對空氣懸架涉及的兩項關鍵技術——空氣彈簧的設計與空氣懸架導向機構及各種安裝支架的設計技術及懸架的設計理論進行了系統(tǒng)的理論分析、仿真及試驗研究。 論文在查閱了大量空氣彈簧和空氣懸架的研究文獻和對國內(nèi)相關企業(yè)作了廣泛地調(diào)研的基礎上系統(tǒng)地綜合分析了國內(nèi)外對空
2、氣懸架的研究現(xiàn)狀、空氣懸架的設計方法及其在汽車上的使用情況。進一步詳細介紹了空氣懸架系統(tǒng)的主要元件和空氣懸架導向機構的不同結構型式,闡述了空氣懸架與鋼板彈簧懸架相比所具有的獨特的優(yōu)點。應用多體動力學理論的Langrage方法對一種空氣懸架的導向機構作了理論分析,并基于國際上流行的虛擬樣機技術對其作了剛體運動學和彈性運動學的分析,得到了該型空氣懸架定位參數(shù)隨車輪跳動的變化規(guī)律。自行設計了適用于一種非承載式大客車的空氣懸架系統(tǒng)(包括轉向傳動
3、機構),在對系統(tǒng)作了運動分析的基礎上建立了以轉向輪接地點的側向滑移量最小為目標函數(shù)的結構參數(shù)優(yōu)化設計模型,基于遺傳算法對該空氣懸架的導向機構的特性參數(shù)進行了優(yōu)化設計,得到了該型空氣懸架的結構參數(shù)的較為合理的優(yōu)化設計方案。 論文應用有限元理論與方法,研究分析了空氣懸架的關鍵元件——空氣彈簧和彈簧支架。在對參考車型的空氣懸架系統(tǒng)的彈簧支架進行了力學特性的分析基礎上,為了適用于新車型,進一步作了改型設計,探索了一種動力學分析和有限元分
4、析相結合的方法,參照非獨立懸架中車橋的壽命計算所采用的方法計算了該結構件的疲勞壽命問題,并對其作了疲勞壽命的分析計算。從理論上推導分析了空氣彈簧的剛度特性、頻率特性和阻尼特性;考慮了空氣彈簧的材料非線性和幾何非線性,采用非線性有限元分析技術建立了空氣彈簧有限元模型,分析了由復合材料構成的空氣彈簧的非線性特性,得到了不同初始壓力和不同簾線角等結構參數(shù)和使用參數(shù)對空氣彈簧的軸向和橫向特性的影響,為空氣彈簧的設計提供了一定的依據(jù)。 論
5、文采用虛擬樣機技術將研究對象分解為多個子系統(tǒng),建立了自行設計的空氣懸架客車的整車多體動力學模型,編制了路面譜文件,進行了平順性仿真分析,并與參考客車的道路試驗的結果和安裝非空氣懸架的車輛進行了比較。比較發(fā)現(xiàn):該車車身上相應位置的加速度值與參考客車接近,而整體小于非空氣懸架的車輛上相應位置的加速度值,說明安裝有空氣懸架的汽車相對于未安裝空氣懸架的汽車具有更好的乘坐舒適性。該方法可以在整車開發(fā)的設計階段、試制之前對其性能進行有效的預測,從而
6、在試制樣車之前最大限度的發(fā)現(xiàn)問題。 論文利用相似工程學理論建立了一種大型客車的空氣懸架系統(tǒng)的主要功能部件的幾何和力學的相似關系,分別按照一定的縮尺比建立了懸架導向機構、彈簧支架、減振器和空氣彈簧的相似模型,最后在虛擬環(huán)境中建立了多體動力學相似模型,進行了相似系統(tǒng)的試驗,并與原型懸架的虛擬樣機試驗進行了結果比較,證明了相似建模在懸架設計中的可行性。 本文關于空氣懸架關鍵技術和相關汽車設計理論與方法的研究對于增強自主開發(fā)能力
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