半主動(dòng)座椅懸架的設(shè)計(jì)與振動(dòng)特性研究.pdf

1、現(xiàn)代車輛，特別像工程車輛、軍用戰(zhàn)車等非公路車輛，由于其自身懸架性能較差以及運(yùn)行路況惡劣，使得運(yùn)行過(guò)程中駕駛員長(zhǎng)期承受低頻高強(qiáng)度的乘坐振動(dòng)，嚴(yán)重?fù)p害駕駛員的身心健康，降低工作效率。因此，研究座椅懸架系統(tǒng)，并改善其動(dòng)態(tài)性能，對(duì)于提高非公路車輛乘坐舒適性有著十分重要的意義。
　　 本課題為改善非公路車輛駕駛員的乘坐環(huán)境，設(shè)計(jì)了一種基于帶附加氣室空氣彈簧和磁流變減振器的半主動(dòng)座椅懸架，用理論分析與試驗(yàn)相結(jié)合的方法對(duì)其振動(dòng)特性進(jìn)行了系統(tǒng)的

2、研究，并建立了座椅懸架平順性仿真模型。所完成的工作及取得的結(jié)論歸納如下:
　　 (1)設(shè)計(jì)了半主動(dòng)座椅懸架的總體方案，利用剛體動(dòng)力學(xué)等理論建立了懸架系統(tǒng)的理論模型，分別推導(dǎo)出了其固有頻率、等效剛度、等效阻尼以及阻尼比的計(jì)算公式，分析了半主動(dòng)座椅懸架振動(dòng)特性的主要影響因素。研究結(jié)果表明，等效簧載質(zhì)量、激勵(lì)頻率、空氣彈簧剛度及磁流變減振器阻尼系數(shù)等因素對(duì)座椅懸架性能影響較大。
　　 (2)將帶附加氣室空氣彈簧、電磁比例閥、磁

3、流變減振器和剪式座椅相結(jié)合，設(shè)計(jì)制造了一種新型的半主動(dòng)座椅懸架。確定了懸架系統(tǒng)的總體尺寸和工作行程，對(duì)空氣彈簧、附加氣室、磁流變減振器等主要元件進(jìn)行了設(shè)計(jì)選型，校核了座椅懸架中的關(guān)鍵零件，完成了半主動(dòng)座椅懸架樣機(jī)的制造裝配。
　　 (3)以研制的半主動(dòng)座椅懸架樣機(jī)為研究對(duì)象，構(gòu)建了振動(dòng)特性試驗(yàn)系統(tǒng)，試驗(yàn)研究了等效簧載質(zhì)量、激勵(lì)頻率、比例閥調(diào)節(jié)電壓及磁流變減振器輸入電流等因素對(duì)座椅懸架系統(tǒng)位移傳遞率和加速度均方根值等動(dòng)態(tài)性能的影響

4、規(guī)律。試驗(yàn)結(jié)果表明，等效簧載質(zhì)量的增加可以降低懸架系統(tǒng)位移傳遞率峰值和響應(yīng)加速度極值;比例閥調(diào)節(jié)電壓為2V時(shí)，系統(tǒng)的位移傳遞率最小，且比例閥調(diào)節(jié)電壓的增大能夠明顯降低加速度均方根值;隨著磁流變減振器輸入電流的增加，懸架系統(tǒng)的位移傳遞率逐漸減小，加速度均方根值逐漸增大，當(dāng)激振頻率較大時(shí)，為了提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性，宜選取較大的磁流變減振器輸入電流值。
　　 (4)基于“車身-座椅-人體”振動(dòng)系統(tǒng)，建立了半主動(dòng)座椅懸架振動(dòng)特性數(shù)學(xué)

5、模型，依據(jù)此模型在MATLAB7.0/Simulink環(huán)境下建立了座椅懸架平順性仿真模型，通過(guò)在不同工況下仿真，比較分析了剛度、阻尼可調(diào)的半主動(dòng)座椅懸架與傳統(tǒng)被動(dòng)座椅懸架的平順性性能指標(biāo)。仿真結(jié)果表明，半主動(dòng)座椅懸架的響應(yīng)加速度與被動(dòng)懸架相比，平均衰減率達(dá)到了16.8％，有效地改善了非公路車輛行駛過(guò)程中駕駛員乘坐舒適性。
　　 本課題的研究，對(duì)促進(jìn)非公路車輛駕駛員座椅懸架的研究，提高車輛乘坐舒適性，降低振動(dòng)職業(yè)病害的發(fā)生幾率具有