商用车驾驶室悬置系统优化设计研究

论文摘要

汽车的振动舒适性与其悬置系统密切相关,而驾驶室悬置系统作为整车悬置系统的子系统,是对整车平顺性有重要影响的组成部分。驾驶室悬置系统的优化设计能够有效提高车辆的舒适性。国内企业这方面大多以经验设计为主导,缺少成熟可靠的优化设计方法,因此对悬置系统优化设计方法的研究具有现实的工程意义。论文论述了国内外汽车振动研究的概况,分析了汽车振动研究的发展趋势,探讨了国内对涉及汽车驾驶室悬置系统的整车平顺性的研究水平,提出运用多刚体动力学理论和现代设计方法对商用车驾驶室悬置隔振系统进行分析和优化,以达到改善整车平顺性的目的,并结合车辆平顺性评价的相关标准建立了车辆振动舒适性的评价准则及方法。在前述基础上分析了某商用车的驾驶室悬置系统的结构特点,建立了可用于同结构不同参数以及相似结构车辆分析的驾驶室悬置系统参数化虚拟样机模型,并结合实车结构参数对驾驶室虚拟样机模型进行了振动模态响应分析。通过振动响应分析,得到了驾驶室系统响应的频响函数曲线和驾驶员位置处的加速度PSD曲线。但由于受ADAMS软件限制,无法直接计算出加权加速度均方根值,为对响应结果根据评价标准模型进行综合评价,提出了利用ADAMS作为解算器,结合正交实验设计手段来对各方向上的加速度均方根值进行分段加权的方法,最终解决了计算评价参数的问题。经计算,优化后的各参数值比优化前的减振效果有明显的提高,说明分段加权结合正交设计的处理手段是有效的。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题研究背景及意义
• 1.2 国内外研究概况
• 1.3 研究内容
• 2 汽车驾驶室动力学及平顺性评价准则
• 2.1 多体系统动力学基础理论
• 2.1.1 多体系统动力学理论概述
• 2.1.2 多体系统模型的简化
• 2.2 多体动力学软件ADAMS 介绍
• 2.2.1 ADAMS 功能简介
• 2.2.2 ADAMS 动力学求解器简介
• 2.3 车辆人体舒适性评价准则
• 2.3.1 人体对振动的反应
• 2.3.2 平顺性评价方法
• 2.4 本章小结
• 3 驾驶室悬置系统 ADAMS 参数化建模
• 3.1 多体动力学基本参数的建立
• 3.1.1 运动学参数
• 3.1.2 质量特性参数
• 3.1.3 力学特性参数
• 3.2 仿真模型的建立
• 3.2.1 ADAMS 的参数化建模方法
• 3.2.2 几何模型的建立
• 3.2.3 路面输入激励
• 3.3 模型仿真验证
• 3.3.1 自由度和静平衡校验
• 3.3.2 振动仿真分析验证
• 3.4 本章小结
• 4 基于 ADAMS 的悬置系统优化设计
• 4.1 ADAMS 优化设计及其算法简介
• 4.1.1 优化设计的数学模型及方法简介
• 4.1.2 ADAMS 优化算法简介
• 4.2 优化目标、设计变量及约束条件的确定
• 4.3 ADAMS 中优化设计的实现
• 4.4 优化结果及仿真试验对比
• 4.5 本章小结
• 5 驾驶室悬置系统的正交实验优化设计
• 5.1 评价目标函数的确定
• 5.1.1 ADAMS 中建立目标对象
• 5.1.2 分段加权处理方法
• 5.2 正交设计试验方法
• 5.2.1 正交表
• 5.2.2 正交试验设计步骤
• 5.3 试验设计方案的确定
• 5.3.1 选择因子及确定因子水平
• 5.3.2 正交表的选择确定
• 5.4 试验计算及结果后处理
• 5.4.1 试验计算
• 5.4.2 结果后处理
• 5.5 本章小结
• 6 全文总结与展望
• 致谢
• 参考文献