车装钻机油气悬挂系统仿真分析与试验研究

论文题目: 车装钻机油气悬挂系统仿真分析与试验研究

论文类型: 博士论文

论文专业: 地质工程

作者: 王智明

导师: 殷琨,王国强

关键词: 油气悬挂,数学模型,非线性,计算机仿真,刚度,阻尼,钻机,分形维数,分形模型

文献来源: 吉林大学

发表年度: 2005

论文摘要: 本文论证了车装钻机应用油气悬挂系统的必要性和可行性。结合课题“特种车辆全轮智能转向系统研究”,以车装钻机悬挂系统为研究对象,建立了车辆油气悬挂缸的物理模型。利用孔口流场理论、理想气体状态方程、实际气体状态方程和热力学基本定律建立了油气悬挂缸的数学模型。分析了油气悬挂缸结构参数和工作参数对油气悬挂缸动态特性的影响规律,研究了油气悬挂缸刚度和阻尼特性的影响因素。提出了油气悬挂缸的试验方法,进行了油气悬挂缸的特性试验,对比试验结果与仿真结果,验证了油气悬挂缸数学模型正确性。应用分形理论研究油气悬挂缸静态特性输出力分布的分形特征,推导出相应的分形几何模型。结果表明油气悬挂缸的性能分布具有分形特征,在实际应用中其分形维数和分形模型是可行的。本文所做的工作为车装钻机油气悬挂系统的设计计算以及选型提供了理论依据。

论文目录:

第1章 绪论

1.1 引言

1.2 课题研究的意义

1.3 车辆悬挂系统的结构、分类及特点

1.3.1 悬挂系统的结构

1.3.2 悬挂系统的分类及特点

1.4 油气悬挂系统的发展史、特点及其应用

1.4.1 油气悬挂系统的发展史

1.4.2 油气悬挂系统的特点

1.4.3 油气悬挂系统的应用

1.5 油气悬挂技术在车装钻机中的应用

1.5.1 油气悬挂系统在车装钻机中的应用现状

1.5.2 油气悬挂系统在车装钻机中应用的必要性

1.5.3 油气悬挂系统在车装钻机中应用的可行性

1.6 国内外油气悬挂系统研究现状

1.6.1 国外油气悬挂系统研究现状

1.6.2 国内油气悬挂系统的研究现状

1.7 本文的研究方法和主要内容

1.7.1 问题的提出

1.7.2 研究方法

1.7.3 主要内容

第2章 油气悬挂缸的工作原理及非线性数学模型的建立

2.1 引言

2.2 油气悬挂系统安装与工作原理

2.2.1 试验用油气缸简介

2.2.2 油气悬挂系统安装形式

2.2.3 油气悬挂缸的工作原理

2.3 油气悬挂系统非线性数学模型的建立

2.3.1 油气悬挂缸物理模型

2.3.1.1 油气悬挂缸物理模型的建立

2.3.1.2 前桥油气悬挂缸受力分析

2.3.2 油气悬挂缸的非线性数学模型建立

2.3.2.1 阻尼孔流场数学模型建立

2.3.2.2 单向阀流场数学模型的建立

2.3.2.3 油液压缩性方程

2.3.2.4 摩擦阻力的确定

2.3.4.5 气体多变过程

2.4 本章小结

第3章 车辆油气悬挂缸动态特性的仿真分析

3.1 引言

3.2 油气悬挂缸模型参数及仿真激励信号的选择

3.2.1 油气悬挂缸仿真模型参数资料

3.2.2 油气悬挂缸仿真激励信号

3.2.3 油气悬挂缸仿真结果

3.3 油气悬挂缸位移特性和速度特性影响因素分析

3.3.1 位移特性和速度特性与结构参数的关系

3.3.2 位移特性和速度特性与工作参数的关系

3.4 油气悬挂缸的性能描述

3.4.1 非线性振动描述

3.4.2 油气悬挂系统性能及其影响因素分析

3.5 油气悬挂缸非线性刚度特性研究

3.5.1 充气压力对刚度的影响

3.5.2 充气容积对刚度的影响

3.5.3 环形腔横截面积对刚度的影响

3.6 油气悬挂缸非线性阻尼特性研究

3.6.1 激振信号频率对阻尼的影响

3.6.3 环形腔横截面积对阻尼的影响

3.7 本章小结

第4章 车辆油气悬挂缸动态特性的试验研究

4.1 引言

4.2 油气悬挂系统试验研究

4.2.1 试验目的

4.2.2 试验依据

4.2.3 试验方法

4.2.4 试验装置和设备

4.2.5 试验内容

4.3 仿真与试验结果分析

4.3.1 摩擦力试验结果

4.3.2 静特性试验结果

4.3.3 动态特性仿真与试验结果比较分析

4.4 试验误差分析

4.5 本章小结

第5 章基于分形理论的车辆油气悬挂缸性能研究

5.1 引言

5.2 分形基本理论与公式

5.2.1 分形基本理论

5.2.2 分形维数

5.3 油气悬挂缸的分形维数测定和应用

5.3.1 油气悬挂缸速度特性分布的维数

5.3.2 油气悬挂缸分形模型的推导和应用

5.3.2.1 油气悬挂缸静态特性输出力分布分形模型的推导

5.3.2.2 油气悬挂缸静态特性输出力分布分形模型的应用

5.4 分形应用结果分析和讨论

5.4.1 分形应用结果分析

5.4.2 分形应用结果讨论

5.5 小结

第6章结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

攻读博士学位期间发表的学术论文及科研成果

致谢

摘要

Abstract

发布时间: 2005-08-26

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