农用运输车减振座椅的随机振动研究

论文摘要

农用运输车（简称农用车）在行驶过程中受路面凹凸不平随机激励产生强烈的振动,严重影响驾驶员的身体健康和操纵稳定性。座椅是车辆的基本装置、直接与人接触,缓和由于路面不平传给人体的冲击以及衰减由此而引起的振动,使驾驶员具有良好的工作条件,开展对座椅悬架在随机振动下的研究具有重要的理论和实际意义。以农用车的X型减振座椅为原型,采用非线性随机振动理论、MATLAB仿真分析软件以及数学解析方法,把人——椅——路面非线性振动系统模型等价为六自由度线性系统,对该系统进行理论分析、建立数学模型并进行数值求解,且通过物理样机试验进行验证,研究了非线性系统等价为线性系统的可行性、人体在随机振动下的均方响应以及座椅各参数和农用车车速对人体舒适度的影响。同时,依据ISO2631标准对影响座椅减振性能的参数采用三因素二次回归正交设计方法进行了优化,优化结果为:主压缩弹簧刚度k2=8511N/m、副压缩弹簧刚度k2′=8000N/m、拉伸弹簧刚度k2″=29823N/m、阻尼器阻尼C=1082N·s/m,此时农用车减振座椅在路面随机激励下传递给人体的加速度均方值在人体敏感频段4-8Hz范围内位于ISO2631振动规范曲线8h以下。通过物理样机试验验证,优化参数之后的座椅悬架具有比原座椅更好的减振性能。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 农用车振动概述
• 1.3 非线性座椅悬架的研究现状
• 1.4 研究内容及意义
• 1.4.1 研究内容
• 1.4.2 研究意义
• 1.5 MATLAB软件介绍
• 1.6 本章小结
• 第二章 随机过程及振动舒适性评价标准
• 2.1 随机过程简介
• 2.1.1 随机过程的概念
• 2.1.2 随机过程的统计特性
• 2.2 人体承受全身振动评价标准
• 2.3 本章小结
• 第三章 农用车非线性座椅悬架随机振动数学模型的建立及求解
• 3.1 非线性系统的解决方法
• 3.2 路面输入谱的确定
• 3.3 农用车乘坐动力学数学模型的建立
• 3.4 农用车乘坐动力学数学模型的求解
• 3.4.1 单自由度系统随机振动的求解
• 3.4.2 多自由度系统随机振动的求解
• 3.4.3 结果分析
• 3.5 本章小结
• 第四章 数学模型的验证
• 4.1 试验设备及安排
• 4.1.1 试验设备及试验方法
• 4.1.2 非线性座椅减振性能的验证试验
• 4.2 试验分析
• 4.3 理论结果与实验数据的比较
• 4.4 本章小结
• 第五章 非线性座椅悬架的参数优化
• 5.1 参数优化
• 5.1.1 参数优化方法的选定
• 5.1.2 确定因素及因素水平并建立正交表
• 5.1.3 利用MATLAB软件进行数据计算
• 5.1.4 乘坐舒适性评价
• 5.2 副压缩弹簧刚度的确定
• 5.3 减振座椅弹簧的设计
• 5.4 优化后座椅的物理样机验证
• 5.5 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 总结
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的论文