某矿用越野汽车平顺性研究

论文摘要

本文以某矿用越野防爆汽车为研究对象,该车工作环境大多在矿区和矿井下,运载的是人员和一些重要的仪器设备。由于矿区矿井下道路路面标准低、弯道多、坡路多、转弯半径小,汽车需要频繁转向与制动,并长期在满载、振动与冲击载荷的情况下行驶,使得该矿用汽车工作条件非常恶劣。为了确保驾驶员和乘员的乘坐舒适性及其车厢上运载仪器设备不因行驶过程中的振动而遭到损坏,必须对该矿用越野汽车进行平顺性研究。将该矿用越野汽车简化成7自由度三维模型,运用多体动力学理论建立整车平顺性动力学数学模型方程,为汽车的减振方法提供很好的理论支持。在研究汽车的平顺性的过程中,获得正确的随机路面输入激励是十分重要的前提。路面不平度时域模型的生成有多种方法,谐波迭加法是一种既简单直观而又具有严密数学基础的构造道路时域模型的方法。本文通过对谐波叠加法的研究,来构建随机路面不平度的时域模型,模拟国家标准的D级道路随机路面模型,为平顺性仿真分析提供与实际相符的激励。根据从厂家得到的设计参数和三维CAD模型等技术文件资料,获得该矿用越野汽车建模所需的几何参数、惯性参数、轮胎参数和悬架的刚度、阻尼等参数。在机械系统动力学分析软件ADAMS/Car中建立包括多连杆悬架、转向、制动、轮胎、车身等系统的整车模型。通过资料查阅和理论推算的方法确定整车动力学仿真的基本参数,分别改变载荷、车速、悬架刚度、悬架阻尼、轮胎刚度等影响整车平顺性的因素进行仿真试验。通过质心处加速度变化规律的分析研究,提出平顺性的改进方案,主要是针对弹簧的刚度与轮胎径向刚度来进行改进。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 课题的来源及意义
• 1.2 车辆行驶平顺性研究现状
• 1.2.1 影响平顺性的因素
• 1.2.2 车辆行驶平顺性研究现状
• 1.3 本文的主要工作
• 2 整车平顺性数学模型
• 2.1 模型概述
• 2.2 整车平顺性振动系统数学模型的建立
• 2.3 多自由度振动方程的求解
• 2.4 本章小结
• 3 随机路面模型的建立
• 3.1 随机路面不平度的表达
• 3.2 随机路面的生成
• 3.3 随机路面的验证
• 3.4 本章小结
• 4 基于ADAMS/CAR整车动力学模型的建立
• 4.1 ADAMS/CAR的建模方法
• 4.2 悬架系统动力学模型的建立
• 4.2.1 前悬架三维CAD模型图
• 4.2.2 前悬架螺旋弹簧和减振器的匹配
• 4.2.3 前悬架建模参数
• 4.2.4 前悬架的动力学建模
• 4.2.5 后悬架三维CAD模型图
• 4.2.6 后悬架弹簧和减振器的匹配
• 4.2.7 后悬架建模参数
• 4.2.8 后悬架的动力学建模
• 4.3 转向系统动力学模型的建立
• 4.4 制动系统动力学模型的建立
• 4.5 轮胎动力学模型的建立
• 4.6 车架和车身动力学模型的建立
• 4.7 整车动力学模型
• 4.7.1 建模假设
• 4.7.2 整车建模
• 4.8 本章小结
• 5 整车平顺性仿真及影响因素分析
• 5.1 平顺性评价指标
• 5.1.1 人体对振动的响应
• 5.1.2 平顺性的评价方法
• 5.2 整车平顺性影响因素分析
• 5.3 不同载荷对平顺性的影响
• 5.3.1 质心处加速度变化分析
• 5.3.2 质心处功率谱密度分析
• 5.4 行驶车速对平顺性的影响
• 5.4.1 质心处加速度变化分析
• 5.4.2 质心处功率谱密度分析
• 5.5 悬架弹簧刚度对平顺性的影响
• 5.5.1 质心处加速度变化分析
• 5.5.2 质心处功率谱密度分析
• 5.6 减振器阻尼对平顺性的影响
• 5.6.1 质心处加速度变化分析
• 5.6.2 质心处功率谱密度分析
• 5.7 轮胎特性对平顺性的影响
• 5.7.1 质心处加速度变化分析
• 5.7.2 质心处功率谱密度分析
• 5.8 本章小结
• 6 总结与展望
• 6.1 全文总结
• 6.2 工作展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录