论文摘要
本文围绕实现山地自行车后悬架系统优化设计的三个要素,建立了人-车系统模型,制定了反映后悬架性能的评价指标,探讨了实现山地车后悬架优化设计的有效方法。本文主要进行了下述研究工作:（1）较为全面地分析了山地自行车后悬架主要类型,将其归纳为单铰摇臂结构、摇臂驱动式四杆机构和连杆驱动式四杆机构三类,并以后悬架的力比曲线为核心,研究和比较了不同后悬架的特性,得出连杆驱动式后悬架具有较小刚度的结论。通过分析找出了影响后悬架系统性能的设计参数,并以这些参数为设计变量,以实际结构空间限制为约束条件,以设定的力比曲线为优化目标,通过典型实例优化了后悬架系统设计参数。（2）借鉴国际标准ISO2631-1中人体承受全身振动时舒适性评价方法,建立了山地车骑行者受振模型,并给出了振动舒适性评价指标。基于该评价指标,进行了山地车车架系统振动实验,并分析了不同减振器在不同频率激励条件下的振动特性,得出了在一定频率范围内弹簧减振器具有与液压和气压减振器相同的效果。（3）以山地车车架系统模型为基础,建立了将骑行者视为五刚体、考虑四杆机构后悬架的人-山地车系统多刚体动力学模型,并在ADAMS软件中实现了仿真建模。通过仿真实验获得数据样本,采用回归分析和神经网络方法分别建立了后悬架设计变量与优化目标之间关系的数学模型。应用该数学模型预测振动舒适性与采用多刚体动力学模型计算结果基本吻合,验证了该模型的正确性。在此基础上,以振动舒适性为优化目标,以减振器刚度和机构杆长为设计变量,以实际结构空间限制为约束条件,采用遗传算法优化了典型样车后悬架系统的设计参数。优化结果表明:在一定条件下,采用人-车系统多刚体动力学模型优化的参数优于基于力比曲线优化的结果。（4）分析所建回归方程表明:在其它参数不变的条件下,随着减振器刚度和连架杆长度的增加,振动舒适性变差,而随着连杆长度的增加振动舒适性得到改善;当减振器刚度不变时,连架杆越长,连杆越短,振动舒适性越好;当连架杆长度一定时,连杆越短,振动舒适性越好,减振器刚度对振动舒适性的影响不大;当连杆长度一定时,连架杆越短,振动舒适性越好,而减振器刚度对振动舒适性几乎没有影响。
论文目录
中文摘要英文摘要第一章 绪论1.1 前言1.1.1 山地自行车发展概况1.1.2 山地自行车减振系统1.2 国内外研究现状1.2.1 国内自行车研究现状1.2.2 国外山地车研究现状1.3 本文主要研究内容第二章 山地车后悬架构型图谱及设计需求2.1 引言2.2 山地车后悬架结构分类2.2.1 后悬架主要类型及特点2.2.2 后悬架结构分类依据2.2.3 四连杆结构后悬架构型图谱2.3 影响山地车性能的要素2.3.1 后轮轴位置的影响2.3.2 中轴位置的影响2.3.3 减振器位置的影响2.4 山地车后悬架结构设计需求2.4.1 后悬架应具有的特性2.4.2 后悬架设计目标与约束2.5 本章小结第三章 基于力比曲线的山地车后悬架设计3.1 引言3.2 不同类型后悬架力比曲线及各类参数对比分析3.2.1 力比曲线定义及其特性3.2.2 不同类型后悬架力比曲线及各类参数对比分析3.3 基于力比曲线的后悬架设计3.3.1 后悬架设计变量3.3.2 约束条件3.3.3 目标函数及后悬架机构设计3.4 本章小结第四章 山地车车架系统建模与振动实验4.1 引言4.2 振动舒适性评价指标4.3 车架系统振动实验与仿真4.3.1 实验测试系统4.3.2 实验结果与分析4.4 车架系统动力学建模4.4.1 路面模型4.4.2 车架系统模型4.4.3 实例计算与比较4.5 本章小结第五章 人－山地车系统多刚体动力学建模与仿真5.1 引言5.2 多刚体系统动力学概述5.2.1 多刚体动力学研究方法5.2.2 ADAMS 软件及其理论基础5.3 车架系统多刚体建模与仿真5.4 人－车系统建模与仿真5.4.1 系统多刚体建模5.4.2 系统仿真模型建立5.5 本章小结第六章 基于振动舒适性的山地车后悬架优化设计6.1 引言6.2 后悬架优化设计方案6.3 人－车系统仿真实验6.3.1 仿真实验设计6.3.2 仿真实验及结果6.4 基于神经网络的后悬架优化设计6.4.1 神经网络类型选择6.4.2 BP 神经网络数学建模6.4.3 后悬架参数优化6.5 基于回归分析的后悬架优化设计6.5.1 数学模型建立6.5.2 后悬架参数优化与结果分析6.6 本章小结第七章 结论与展望附录参考文献作者在攻读博士学位期间发表的学术论文作者在攻读博士学位期间参加的科研项目作者在攻读博士学位期间申请的专利致谢
相关论文文献
标签：山地车论文; 后悬架论文; 振动舒适性论文; 力比曲线论文; 优化设计论文; 回归分析论文; 神经网络论文;
