被動(dòng)天棚阻尼懸架的降階優(yōu)化與試驗(yàn)研究.pdf

1、慣容器是慣性元件的一般形式，質(zhì)量元件是慣性元件的一種特殊形式，“慣容-彈簧-阻尼”(ISD)動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)與“質(zhì)量-彈簧-阻尼”(MSD)動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)之間的關(guān)系是一般與特殊的關(guān)系。被動(dòng)天棚阻尼懸架是理想天棚阻尼基于ISD系統(tǒng)的被動(dòng)實(shí)現(xiàn)形式。被動(dòng)天棚阻尼懸架系統(tǒng)能夠顯著改善汽車的行駛平順性，但該系統(tǒng)是一種兩級(jí)串聯(lián)式結(jié)構(gòu)，元件較多，階次較高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，只在試驗(yàn)用裸車上進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證，不適于實(shí)車試驗(yàn)和應(yīng)用。本文通過(guò)降階優(yōu)化技術(shù)對(duì)被動(dòng)天棚阻尼懸架模型進(jìn)

2、行簡(jiǎn)化，構(gòu)建新型ISD懸架結(jié)構(gòu)形式，重點(diǎn)突破并掌握新型車輛懸架系統(tǒng)和新一代液力慣容器的設(shè)計(jì)方法、系統(tǒng)降階優(yōu)化理論以及性能試驗(yàn)等核心技術(shù)，以依維柯某軍用越野車為載體，開(kāi)發(fā)“慣容-彈簧-阻尼”懸架系統(tǒng)，經(jīng)實(shí)車試驗(yàn)考核驗(yàn)證，為ISD懸架系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)化提供可靠的技術(shù)保證。
　　首先，根據(jù)新機(jī)電相似性理論，基于Routh穩(wěn)定判據(jù)的Pade逼近法對(duì)被動(dòng)天棚阻尼懸架系統(tǒng)進(jìn)行降階，并運(yùn)用多目標(biāo)遺傳算法對(duì)新型ISD懸架系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，得到階次較低、性

3、能能夠逼近被動(dòng)天棚阻尼懸架的新型ISD懸架系統(tǒng)。
　　其次，分別建立了新型ISD懸架系統(tǒng)的半車和整車模型，對(duì)比分析了懸架系統(tǒng)的脈沖時(shí)域響應(yīng)以及頻域響應(yīng)的幅頻特性，討論了新型ISD懸架較傳統(tǒng)被動(dòng)懸架的性能優(yōu)勢(shì)，從仿真的角度驗(yàn)證了降階優(yōu)化理論的有效性和正確性。
　　最后，設(shè)計(jì)了一種與阻尼減振器一體的新型液力式慣容器裝置，在電液伺服系統(tǒng)激振試驗(yàn)臺(tái)上對(duì)其進(jìn)行外特性性能試驗(yàn)，分析慣容器對(duì)ISD懸架系統(tǒng)性能改善所起作用，同時(shí)將該裝置安裝

4、于依維柯某軍用越野車前、后懸架上，對(duì)實(shí)車進(jìn)行偏頻和平順性道路試驗(yàn)，從試驗(yàn)的角度進(jìn)一步驗(yàn)證了降階優(yōu)化理論的有效性和正確性。
　　研究表明，試驗(yàn)結(jié)論與理論仿真結(jié)論基本吻合。被動(dòng)天棚阻尼懸架系統(tǒng)的降階優(yōu)化理論是正確有效的，與傳統(tǒng)被動(dòng)懸架相比，在隨機(jī)輸入行駛試驗(yàn)中，新型ISD懸架在車速為30、40、50、60km/h時(shí)，左前車身垂直加速度均方根值分別減小了14.0％，3.7％，7.8％，8.0％、左前車軸垂直加速度均方根值分別減小了7.5

5、％，17.3％，19.6％，26.9％、左后車身垂直加速度均方根值分別減小了19.7％，14.6％，5.5％，3.2％、左后車軸垂直加速度均方根值分別減小了0.8％，1.2％，7.2％，5.6％、質(zhì)心垂直加速度均方根值分別減小了13.2％，3.8％，5.1％，4.3％、車身俯仰加速度均方根值分別減小了2.2％，8.1％，0.4％，3.1％、車身側(cè)傾加速度均方根值分別減少了5.6％，3.6％，0.2％，9.5％;在脈沖輸入行駛試驗(yàn)中，新型

6、ISD懸架在車速為10、20、30、40、50、60km/h時(shí)，駕駛員座椅處Z向最大加速度響應(yīng)值分別減小了19.7％，5.1％，9.4％，16.8％，19.0％，2.4％、駕駛員座椅底部地板處Z向最大加速度響應(yīng)值分別減小了12.1％，33.7％，29.1％，26.0％，1.5％，0.7％、車廂地板中心處Z向最大加速度響應(yīng)值分別減小了1.1％，26.7％，37.3％，35.4％，14.1％，16.3％、距車廂車板各300mm地板處Z向最大

7、加速度響應(yīng)值分別減小了17.4％，9.9％，18.8％，16.8％，6.9％，12.0％;在偏頻試驗(yàn)中，新型ISD懸架前懸簧上質(zhì)量以及后懸簧上質(zhì)量固有頻率分別前移至1.68Hz與1.51Hz。結(jié)果表明:在平順性試驗(yàn)中，新型ISD懸架有效抑制了車身的振動(dòng)，還減小了車身俯仰和側(cè)傾振動(dòng)，駕駛員座椅處以及車廂處的跳動(dòng)也得到抑制，同時(shí)偏頻試驗(yàn)結(jié)果也表明新型ISD懸架改善了車輛的乘坐舒適性，進(jìn)一步驗(yàn)證了新型ISD懸架性能改善的正確性和有效性，為IS