基于道路友好性的公路重型貨車懸架系統(tǒng)多領域協(xié)同優(yōu)化與控制研究.pdf

1、隨著公路交通的迅猛發(fā)展和重型貨車的普及，我國高等級公路的養(yǎng)護、維修費用逐年增加，基于道路友好性的公路重型貨車懸架系統(tǒng)優(yōu)化成為車輛設計、運用和道路運管部門共同關注的焦點問題。本文以公路重型貨車的懸架系統(tǒng)為研究對象，分別運用傳統(tǒng)的數(shù)值分析方法、虛擬樣機技術對車輛的道路友好性、平順性進行聯(lián)合優(yōu)化；在分析虛擬樣機模型優(yōu)越性并對其進行校驗的同時，基于正交試驗選擇使車輛綜合行駛性能（道路友好性、平順性）最優(yōu)的懸架半主動、主動改進天棚控制參數(shù)，并采用

2、層狀彈性體系理論和有限元技術分析、比較了動載荷優(yōu)化前后半剛性瀝青路面的響應和疲勞破壞壽命。論文所提出的車輛懸架系統(tǒng)的道路友好性、平順性優(yōu)化的研究方法和建議，在規(guī)范和指導車輛的設計和使用、促進車輛--道路聯(lián)合設計、減少道路破壞損失和維修費用、提高公路運輸效率方面具有重要的實際意義。
　　 論文基于數(shù)值分析方法，分別建立二自由度四分之一、十自由度整車及路面激勵的數(shù)學模型，進而將MATLAB程序與Simulink結合，進行相應的動力學

3、建模。在分析仿真結果的正確性并初步改善十自由度整車模型的道路友好性、平順性后，深入探討了低自由度車輛模型的優(yōu)點和局限。該方法為高精度車輛虛擬樣機動力學分析提供了可靠的理論依據(jù)。
　　 在多體系統(tǒng)動力學理論基礎上，考慮懸架系統(tǒng)的柔性體特性，構建了多自由度的多軸重型貨車虛擬樣機模型；并采用線性濾波法，通過MATLAB/Simulink和ADAMS/Car中Road Builder模塊的耦合，建立了有效反應道路不平度特征的三維路面模型

4、。基于虛擬樣機的車--路系統(tǒng)建模方法能較為全面地反映車輛的幾何特征和質(zhì)量參數(shù)，對于車輛行駛性能的優(yōu)化研究具有普適性。
　　 在探討虛擬樣機模型校驗準則的基礎上，分析平順性相關實驗研究的測試條件，制訂出虛擬樣機模型校驗的具體方法；采用與實車實驗相同的邊界條件作為輸入數(shù)據(jù)，驗證了車輛--路而系統(tǒng)虛擬樣機動力學模型的精確性，為多軸重型貨車的道路友好性、平順性優(yōu)化奠定基礎。
　　 分析懸架系統(tǒng)各控制策略的優(yōu)缺點，選擇了適用于多軸

5、重型貨車懸架系統(tǒng)的改進天棚控制策略；基于ADAMS/MATLAB聯(lián)合仿真對四軸重型貨車虛擬樣機轉(zhuǎn)向軸、驅(qū)動軸懸架系統(tǒng)進行半主動、主動改進天棚控制；基于正交試驗對仿真結果進行分析，選擇出使車輛道路友好性、平順性綜合最優(yōu)的控制參數(shù)。該控制策略可有效改善多軸重型貨車的道路友好性、平順性，且對于路面等級的變化具有良好的魯棒性。
　　 依據(jù)半剛性基層瀝青路面的粘彈性特點，在綜合考慮輪胎隨機載荷動態(tài)性、移動性的基礎上，對鋼板懸架貨車、半主動