全路面起重机油气悬架系统动力学研究

论文摘要

油气悬架是70年代出现的一种新型悬架。油气悬架系统是以惰性气体(通常为氮气)作为弹性介质,以液压油作为阻尼介质,集弹性元件与减振装置于一体的被动悬架装置。因此,油气悬架既具有传统的被动悬架性能,又具有主动悬架结构特征的综合性能。本文结合QAY200全路面起重机,在分析该车油气悬架系统结构和工作原理的基础上,以双气室油气悬架系统为研究对象,建立油气悬架系统动力学模型,通过MATLAB/Simulink和ADAMS/View以及ADAMS/Hydraulics分别对其进行仿真研究,以验证所开发的油气悬架系统动力学仿真研究的正确性。第一部分通过分析油气悬架缸物理模型,推导出非线性数学模型,并应用工程计算软件MATLAB/Simulink建立油气悬架缸动态特性仿真模型。通过仿真,对得到的油气悬架缸特性仿真曲线进行分析研究。第二部分利用ADAMS/View和ADAMS/Hydraulics两模块,分别建立油气悬架的机械系统模型和液压系统模型,并将两模型进行连接,从而建立机械系统和液压系统之间相互作用模型,利用此模型研究正弦激励作用下油气悬架缸工作特性和内部参数的变化规律。提出用位移特性和速度特性表示油气悬架缸的动态特性,研究初始充气压强、初始充气体积,及阻尼孔等工作参数对油气悬架缸位移特性和速度特性的影响,并进一步研究油气悬架缸非线性刚度和阻尼特性,为油气悬架缸的设计和参数选择提供理论依据。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 本文研究目的和意义
• 1.2 油气悬架系统
• 1.2.1 油气悬架的分类
• 1.2.2 油气悬架的特点
• 1.3 油气悬架系统国内外研究现状
• 1.3.1 国外油气悬架发展现状
• 1.3.2 国内油气悬架发展现状
• 1.4 本文研究内容
• 第2章 油气悬架系统的安装结构及其工作原理
• 2.1 概述
• 2.2 油气悬架系统安装结构
• 2.3 双气室油气悬架工作原理
• 2.4 油气悬架液压原理
• 2.5 本章小结
• 第3章 油气悬架缸数学模型的建立与仿真
• 3.1 物理模型的建立
• 3.1.1 物理模型简化条件
• 3.1.2 简化物理模型
• 3.2 油气悬架缸数学模型
• 3.2.1 气体状态方程的确定
• 3.2.2 双气室油气悬架缸数学模型的建立
• 3.3 有关参数的确定
• 3.3.1 阻尼特性
• 3.3.2 单向阀特性
• 3.3.3 油液的压缩性
• 3.3.4 密封圈摩擦阻力系数的确定
• 3.3.5 蓄能器温度的确定
• 3.4 油气悬架缸特性仿真分析
• 3.4.1 仿真参数的选择
• 3.4.2 油气悬架缸仿真
• 3.4.3 蓄能温度仿真
• 3.5 本章小结
• 第4章 油气悬架ADAMS动力学仿真研究
• 4.1 机械系统动力学仿真分析软件ADAMS简介
• 4.2 油气悬架系统模型的建立与仿真
• 4.2.1 机械系统建模
• 4.2.2 液压系统建模
• 4.2.3 仿真激励信号
• 4.2.4 油气悬架系统仿真研究
• 4.3 油气悬架位移特性与激励参数的关系
• 4.4 油气悬架输出特性与工作参数的关系
• 4.5 本章小结
• 第5章 刚度特性和阻尼特性研究
• 5.1 非线性振动描述
• 5.2 油气悬架非线性刚度特性研究
• 5.2.1 初始充气压强对刚度的影响
• 5.2.2 初始充气体积对刚度的影响
• 5.3 油气悬架非线性阻尼特性研究
• 5.3.1 阻尼孔对阻尼的影响
• 5.3.2 激励频率对阻尼的影响
• 5.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢