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重型牵引车驾驶室空气悬置仿真与优化研究

作　者: 王磊
导　师: 陈无畏
学　校: 合肥工业大学
专　业: 车辆工程
关键词: 空气悬置平顺性匹配优化正交试验试验设计(DOE)
分类号: U463.33
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

平顺性是现代高速度、高舒适性汽车的一个主要指标。近年来,随着重型牵引车的发展,有关改善驾驶室乘驾环境的研究工作越来越受到重视。而伴随着驾驶室悬置系统的广泛应用,尤其是空气悬置系统的应用,驾驶室悬置系统参数的选择显得尤为重要。因此选择合适的驾驶室悬置系统参数能够有效的改善汽车的平顺性。利用MATLAB软件建立某重型牵引车的半车六自由度模型,包括全浮式驾驶室空气弹簧悬置、半浮式驾驶室空气弹簧悬置和全浮式驾驶室螺旋弹簧悬置等三种半车模型。论文比较了采用不同的悬置方式对目标车平顺性的影响效果,并且对前悬架系统的参数进行了匹配分析。本文利用多体动力学软件ADAMS建立该重型牵引车的整车模型,其中包括空气悬置子系统、钢板弹簧悬置子系统、转向子系统、车架子系统、前后桥子系统、驾驶室子系统等。在不同车速下对建立的整车多刚体模型进行平顺性仿真计算,并将仿真分析的结果与实车实验值进行比较,确定所建立模型的有效性。论文对试验设计方法(DOE)和正交试验方法进行了介绍,利用ADAMS/Insight中的试验设计与正交试验相结合的方法对整车全浮式驾驶室空气悬置系统参数(刚度、阻尼)进行优化设计,提出优化设计的方案。论文最后对优化后的整车模型进行了仿真验证,结果表明优化后的空气悬置系统能够改善该车的乘驾舒适性,从而达到研究的目标。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-7
致谢  7-13
第一章绪论  13-17
  1.1 汽车行驶平顺性研究  13
  1.2 驾驶室悬置系统的发展现状  13-14
  1.3 研究背景  14-15
  1.4 论文的研究内容  15-16
  1.5 论文的研究意义  16-17
第二章驾驶室空气悬置系统简介  17-21
  2.1 驾驶室空气悬置系统组成及工作原理  17-18
  2.2 驾驶室悬置用空气弹簧介绍  18-19
  2.3 驾驶室悬置方式介绍  19
  2.4 空气悬置的特点  19-21
第三章基于MATLAB 数学建模、平顺性仿真及参数匹配分析  21-34
  3.1 MATLAB 及SIMULINK 基础  21-22
    3.1.1 MATLAB 语言简介  21
    3.1.2 Simulink 简介  21-22
  3.2 半车六自由度平顺性模型的建立  22-24
  3.3 汽车的六自由平顺性数学模型  24-25
    3.3.1 六自由度平顺性模型的建立  24
    3.3.2 空气弹簧刚度拟合  24-25
  3.3 路面模型的建立  25-26
  3.4 利用 Simulink 建立平顺性模型  26-27
  3.5 半车六自由度平顺性模型时域仿真  27-29
  3.6 相关分析及匹配计算  29-33
    3.6.1 系统振动的传递特性  29-30
    3.6.2 不同因素对驾驶室振动影响的分析  30-33
  3.7 本章小结  33-34
第四章基于ADAMS 整车虚拟样机模型的建立  34-52
  4.1 多体动力学软件 ADAMS 简介  34-35
  4.2 多体动力学软件 ADAMS/CAR 的建模思路  35
  4.3 ADAMS/Car 建模参数的选取  35-36
  4.4 样车物理模型参数  36-37
  4.5 虚拟样机模型的建立  37-47
    4.5.1 转向桥仿真模型建立  37-38
    4.5.2 驱动桥仿真模型的建立  38
    4.5.3 驱动轮仿真模型建立  38-40
    4.5.4 板簧模型建立及验证  40-42
    4.5.5 转向系模型的建立  42
    4.5.6 空气弹簧悬置模型的建立  42-44
    4.5.7 路面模型的生成  44-45
    4.5.8 其他子系统模型的建立  45-46
    4.5.9 整车模型的建立  46-47
  4.6 整车样机的仿真验证  47-51
  4.7 本章小结  51-52
第五章驾驶室悬置参数的匹配与优化  52-64
  5.1 试验优化技术概述  52
  5.2 ADAMS/Insight中试验优化原理  52-57
    5.2.1 响应曲面法(RSM)介绍  52-53
    5.2.2 模型参数的确定  53-54
    5.2.3 试验矩阵创建方法  54-56
    5.2.4 拟合模型统计检验的方法  56-57
  5.3 正交设计理论  57-59
  5.4 基于正交试验与DOE 方法的驾驶室悬置参数匹配分析  59-61
    5.4.1 创建设计变量  60
    5.4.2 创建目标函数  60-61
  5.5 仿真计算与分析  61-63
  5.6 本章小结  63-64
第六章结论及展望  64-66
  6.1 工作总结  64-65
  6.2 工作展望  65-66
参考文献  66-69
硕士期间参与的科研项目  69
攻读硕士学位期间发表的论文  69-70

重型牵引车驾驶室空气悬置仿真与优化研究

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