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长途客车空气悬架系统振动特性仿真

作　者: 顾林
导　师: 朱思洪
学　校: 南京农业大学
专　业: 农业工程
关键词: 客车空气悬架动力学仿真 SWIFT轮胎模型
分类号: U463.33
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 65次
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内容摘要

空气弹簧从诞生至今已有一百多年的历史,近几十年才有了广泛的应用。这反映了社会对悬架系统性能的要求,也是设计和制造水平不断提高的结果。随着经济的发展,人民生活水平的提高,对车辆舒适性的要求也越来越高,我国家要求高一级以上大中型客车必须选用空气悬架。我国加入WTO后,客车厂家选装进口零部件提升客车性能与档次的做法越来越普遍。但是整体进口的空气悬架由于国情的差异,存在“水土不服”,而国产的关键零部件在性能和可靠性方面还不能满足要求。目前,不少客车制造厂采用进口关键零部件(气囊,高度阀,推力杆,减振器),进行“二次开发,总成匹配”,设计符合我国道路条件的空气悬架系统,提高空气悬架系统的附加值,这样有利于空气悬架的推广应用,可以较快地提升我国客车的档次、技术水平和市场竞争力,大大缩短我国与国外客车的技术、等级差距,巩固和扩大国产客车的市场份额。本课题以某型号客车空气悬架为研究对象,根据配套厂家提供的图纸及技术参数,用PRO/E软件建立其三维几何模型,获得有关部件及整车的质量、转动惯量等参数；用ADAMS软件建立了适合于平顺性仿真的SWIFT轮胎模型,在此基础上建立半车多体动力学模型；利用模型获取在B级路面和C级路面激励下,不同车速时后桥上方底板处垂向加速度的响应、弹簧挠度、轮胎滚动半径以及轮胎与地面间的垂向作用力的时间历程。计算加速度自功率谱密度和均方根值。并对整车的振动特性进行了分析,检验模型的正确性,考察空气悬架系统对车辆平顺性的影响。研究结果表明：该车辆的平顺性基本符合国标要求。进一步研究悬架的振动特性发现：不同载荷作用下,轮胎对地面的垂直作用力,不仅振幅不等,波形也不同；不同等级路面,轮胎对路面的垂直作用力变化不大,但影响弹簧挠度；不同车速下,轮胎对路面垂直作用力变化不大。本研究提出了在ADAMS软件中对车辆进行平顺性仿真时轮胎的建模方法,为以后进一步的研究奠定了基础。研究中采用的SWIFT轮胎模型,是基于刚性环的半经验模型,它对于轮胎性能的识别能力和精度,有待试验检验。

全文目录

摘要  6-7
ABSTRACT  7-9
符号说明  9-12
第一章绪论  12-15
  1.1 选题的背景和意义  12
  1.2 空气悬架的特点  12-13
  1.3 国内外研究现状  13-14
  1.4 本课题研究的主要目的、方法和内容  14-15
第二章 SWIFT轮胎模型  15-30
  2.1 轮胎的结构与力学模型概述  15-17
    2.1.1 充气轮胎的结构  15-16
    2.1.2 轮胎的力学特性和模型  16-17
  2.2 SWIFT轮胎模型  17-29
    2.2.1 刚性环模型  18-19
    2.2.2 SWIFT轮胎模型的定义  19-29
  2.3 本章小结  29-30
第三章长途客车多体动力学模型的建立  30-43
  3.1 空气悬架导向机构的结构型式  30-31
  3.2 长途客车悬架系统结构介绍  31-34
  3.3 ADAMS简介  34-35
    3.3.1 广义坐标选择  34
    3.3.2 动力学方程的建立  34-35
  3.4 车辆振动模型  35-41
    3.4.1 车辆平面振动模型  35-36
    3.4.3 路面  36-39
    3.4.4 空气弹簧  39-40
    3.4.5 减振器  40
    3.4.6 推力杆  40
    3.4.7 车身  40-41
  3.5 车辆半车模型的建立  41-42
    3.5.1 整车坐标系的建立  41
    3.5.2 建立轮胎模型  41
    3.5.3 建立半车模型  41-42
  3.6 本章小结  42-43
第四章模型参数的获取  43-50
  4.1 整车惯性参数的获取  43-44
    4.1.1 整车质量参数的获取  43
    4.1.2 整车绕y轴转动惯量的计算  43-44
  4.2 轮胎模型特性参数的获取  44-46
    4.2.1 确定轮胎转动惯量  44-46
    4.2.2 确定轮胎的刚度  46
  4.3 确定空气弹簧的刚度  46-48
    4.3.1 前空气弹簧刚度计算  46-48
    4.3.2 后空气弹簧刚度计算  48
  4.4 确定减振器的阻尼系数  48-49
  4.5 本章小结  49-50
第五章仿真结果及分析  50-54
  5.1 测试点的选取  50
  5.2 仿真计算结果及分析  50-53
    5.2.1 不同工况的仿真结果  51
    5.2.2 不同工况仿真结果的对比分析  51-53
  5.3 本章小结  53-54
第六章结论与展望  54-55
  6.1 研究结论  54
  6.2 未来工作展望  54-55
参考文献  55-57
附录仿真结果  57-68
致谢  68

长途客车空气悬架系统振动特性仿真

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