基于ADAMS客车空气悬架振动特性仿真研究

通过试验获取了1T15M-2膜式空气弹簧在不同初始气压下的刚度特性曲线,以空气弹簧的刚度特性曲线为基础,在ADAMS环境下建立了1/4客车空气悬架的多体动力学仿真模型,仿真研究了激振频率与振幅、簧载质量对空气悬架振动特性的影响.仿真结果表明:在保持车身高度不变的前提下,簧载质量的变化对空气悬架固有频率影响不大;在低于共振区范围内,簧载质量的变化对车身加速度的影响不大,但当激振频率高于共振区后,车身加速度随簧载质量的增大而减小,激励振幅的增大对空气悬架位移传递率影响不大,车身加速度随激励振幅的增大而线性增大.     

汽车囊式空气弹簧变刚度特性拟合分析

空气弹簧的变刚度特性对悬架系统动力学研究有着重要影响,而制造商所提供的空气弹簧实验特性曲线图并不能完全反映这一特性。结合理想气体状态方程确立了空气弹簧刚度与形变量的多项式方程。通过有限元仿真得到空气弹簧动态特性曲线并进行弹簧刚度的多项式拟合,在确定悬架动力学仿真模型的基础上,研究了定压条件下,不同初始高度(初始负载)对空气弹簧变刚度特性曲线的影响,并将理论刚度变化曲线与仿真刚度变化曲线进行比对,得出实际空气弹簧承载刚度值比理论工况下大,实际刚度变化曲线不等于理论公式中依照形变量偏移后的刚度曲线这一结论。     

汽车囊式空气弹簧变刚度特性拟合分析

空气弹簧的变刚度特性对悬架系统动力学研究有着重要影响,而制造商所提供的空气弹簧实验特性曲线图并不能完全反映这一特性。结合理想气体状态方程确立了空气弹簧刚度与形变量的多项式方程。通过有限元仿真得到空气弹簧动态特性曲线并进行弹簧刚度的多项式拟合,在确定悬架动力学仿真模型的基础上,研究了定压条件下,不同初始高度(初始负载)对空气弹簧变刚度特性曲线的影响,并将理论刚度变化曲线与仿真刚度变化曲线进行比对,得出实际空气弹簧承载刚度值比理论工况下大,实际刚度变化曲线不等于理论公式中依照形变量偏移后的刚度曲线这一结论。     

膜式空气弹簧弹性特性理论分析与实验研究

为更好的发挥空气悬架性能,在悬架建模和仿真过程中需要更贴近实际的空气弹簧模型,因此必须考虑空气弹簧变刚度的弹性特性。本文以某客车膜式空气弹簧为研究对象,对空气弹簧的弹性特性进行理论分析,并对其垂向静、动态弹性特性进行了实验研究。实验结果表明空气弹簧刚度特性曲线呈反“S”形,在拉伸和压缩到较大位移时刚度较大,在设计高度附近刚度较小。     

汽车用空气弹簧垂向弹性特性分析与计算

空气悬架系统主要由空气弹簧、推力杆、高度控制阀、减振器和横向稳定杆等组成,空气弹簧是空气悬架系统的核心部件,空气弹簧具有理想的弹性特性,载荷越大弹簧刚度越大;空气弹簧自振频率低,通用性较好,能适应不同载荷和工作高度;空气悬架系统由于有良好舒适性在商用汽车上得到广泛应用.空气悬架设计时,合理选择空气弹簧结构型式,确定气囊的工作高度、承载能力,可获得极其柔软的弹簧特性,空气弹簧垂向特性对于整车平顺性匹配有重要影响,本研究通过对空气弹簧弹性理论的分析,讨论了空气弹簧垂向刚度和自振频率的计算方法,旨在寻求空气弹簧与整车匹配的基本.以城市客车设计为例,探讨了空气弹簧载荷确定、空气弹簧型号选择、刚度匹配设计基本方法,并指出空气弹簧设计匹配注意基本问题.研究结果表明,合理匹配空气弹簧刚度,空气悬架可以获得良好综合特性.     

非线性空气弹簧数学模型的研究

为了建立既贴切实际又便于计算的空气弹簧力数学模型,考虑到空气弹簧的非线性变刚度特性,对空气弹簧的刚度特性和力进行了理论分析。结果表明非线性恢复力是空气弹簧位移的三次多项式;同时,根据车型匹配的空气弹簧型号和数据表,运用MATLAB/Simulink软件进行了多项式和径向基函数曲线拟合,建立了非线性空气弹簧多项式模型并对其进行了验证,多项式拟合仿真结果与实际试验结果相符合,比较真实地反映了空气弹簧的非线性变刚度特性,而且多项式拟合残差值比径向基函数拟合残差值小,从而证明了非线性空气弹簧多项式模型的正确性,为后续悬架系统模型的建立及控制策略的研究打下坚实的基础。     

车用膜式空气弹簧静特性试验研究

以Firestone 1T15M-2膜式空气弹簧为基础,建立了空气弹簧静特性试验测试系统,利用试验的方法获取了空气弹簧的变形量与载荷、变形量与内压、变形量与有效面积的静特性曲线.分析试验结果表明,空气弹簧静刚度随气囊内气压的增大而线性增大;膜式空气弹簧在变形较小时,其刚度基本呈线性,当变形量加大,刚度非线性明显.以空气弹簧平衡位置为中心的60mm振动行程范围内,空气弹簧有效面积基本保持不变,当弹簧变形超过此行程,弹簧拉伸阶段,有效面积迅速下降,弹簧压缩阶段,有效面积迅速增大.在同一弹簧高度下,弹簧初始内压的变化对空气弹簧有效面积的影响不大.     

车用空气弹簧有限元分析方法

空气悬架系统的刚度直接影响整车性能,而悬架刚度又主要取决于空气弹簧刚度特性。由于在工作行程中橡胶气囊发生多重非线性问题,难以用传统方法预估弹簧刚度。为此,基于空气弹簧结构分析、非线性有限元理论,提出一种空气弹簧力学特性预估方法。在这方法中以Yeoh模型模拟橡胶层,rebar模型代表帘线层,缘板及活塞作为刚体,气体流动与气囊体变形耦合。为了检验该方法的有效性和可行性,以某一大客车悬架用膜式空气弹簧为应用实例,根据结构尺寸用CAD软件UG建立三维实体模型,并用Hypermesh软件划分网格,用试验测试橡胶材料的应力应变关系。将有限元模型导入非线性有限元软件abaqus中进行数值计算。计算结果表明,所提出的方法是切实可行,为汽车悬架用空气弹簧研制开发提供了一种较为经济实用的预估方法。     

空气弹簧大客车前悬架的前轮定位参数仿真研究

空气弹簧具有变刚度、高吸振、低噪声等优良特性,现在正被广泛应用于各种高档类型车辆.对豪华大客车用空气弹簧的特性进行了计算分析,结果表明,空气弹簧在多种载荷工况下特性曲线具有相似性,说明一种空气弹簧适合于多种载荷的汽车.同时,利用ADAMS/CAR软件,对空气弹簧大客车前悬架进行运动学特性仿真分析.     

客车用空气弹簧的刚度特性试验分析

分析了空气弹簧的刚度特性,对某膜式空气弹簧进行了试验,得出了在初始充气压力0.2~0.5 MPa的加载时间与垂向载荷关系曲线、加载时间与内部气压关系曲线及位移与载荷的关系曲线,并进行了比较分析;再通过最小二乘法对不同压力下弹簧有效面积和有效容积随垂向位移变化关系进行拟合,得到了对应的(非)线性多项式,为控制车辆悬架刚度打下了基础。     

空气悬架道路友好性研究

利用ADAMS软件建立了载重汽车空气悬架的简化模型,仿真结果表明,空气悬架能有效减小车轮动载荷。改善车辆的道路友好性。     

基于SolidWorks的空气弹簧三维建模方法研究

介绍了空气弹簧的原理和刚度特性;运用SolidWorks软件建立了空气弹簧的三维模型,为空气弹簧的仿真分析打下了基础。     

被动空气悬架导向机构仿真与优化

利用ADAMS/Car,建立了包括前后双纵臂空气悬架、转向系、车架、驾驶室、轮胎在内的整车多体系统动力学模型.利用该模型研究前后悬架横向推力杆的硬点布置、橡胶衬套刚度对整车侧倾角影响,利用ADAMS/Insight对后悬架纵向导向机构的硬点布置进行优化.为空气悬架在重型牵引车上的应用提供了设计参考.     

半主动空气悬架的非线性特性及控制算法研究

在分析空气弹簧刚度特性的基础上,建立了阻尼可调半主动空气悬架1/4车模型。针对系统的非线性特性强的特点,同时兼顾平顺性和操纵稳定性,选取理想的混合天地棚控制器作为参考跟踪模型,设计滑模变结构控制器,以弥补传统控制理论处理非线性问题时的不足。运用广义误差方程控制滑动模态,确定切换面参数,选择趋近律削减抖振现象并推导出实时等效控制力有效跟踪混合天地棚参考模型。最后通过仿真验证滑模控制算法,并与传统的Fuzzy-PID算法和混合天地棚算法进行对比分析。结果表明,该控制器能有效跟踪参考模型,同时改善悬架的操纵稳定性和舒适性,并表现出良好的鲁棒性。     

闭环空气悬架系统车高调节建模与能耗分析

针对一种与开环空气悬架系统充放气回路不同的电控闭环空气悬架系统,介绍它的气路系统的结构和工作原理,以热力学和动力学为基础,系统地建立车高调节过程数学模型和能耗计算方法。通过Simulink仿真,分析车身动态变化规律,计算车高调节过程中的能量消耗量,并与同等条件下电控开环空气悬架系统的能耗进行了比较。仿真结果表明,与开环空气悬架系统相比,该电控闭环空气悬架系统在车高调节过程中需要消耗较多的时间,但是能够节约大量能量。     

气路闭环空气悬架系统能量损耗建模及分析

研究了高低压腔气路闭环空气悬架系统充放气过程中的能耗问题。基于热力学和车辆动力学理论建立了气路闭环空气悬架充放气模型并在Simulink中仿真,通过1/2车对空气弹簧进行充放气实验,实验结果验证了所建立的充放气模型的正确性。为分析研究闭环系统能量损耗途径,采用压缩气体有效能(即压缩气体对外界大气所做的功)对系统充气、放气、升压三个过程的能量损耗进行量化计算。仿真结果表明：充气过程中能耗随高压腔压力升高而变大;放气与升压过程中的能耗都随低压腔压力升高而降低;在同等条件下,高低压腔气路闭环系统相对开环系统可以节约大量的能量。     

A new model in rail-vehicles dynamics considering nonlinear suspension components behavior

In this paper, a complete four axle rail vehicle model is addressed with 70 degrees of freedom (DOFs) including a carbody, two bogies, and four axels. In order to include the effects of the track irregularities in vehicle dynamics behavior, a simplified track model is proposed and it is validated by some experimental data and test results. As the performance of the suspension components, especially for air springs, have significant effects on rail-vehicle dynamics and ride comfort of passengers, a complete nonlinear thermo-dynamical air spring model, which is a combination of two different models, is introduced and implemented in the complete rail-vehicle dynamics. By implementing Presthus formulation [Derivation of air spring model parameters for train simulation. Master dissertation, Department of Applied Physics and Mechanical Engineering, Division of Fluid Mechanics, LULEA University, 2002], the thermo-dynamical parameters of air spring are estimated and then they are tuned based on the experimental data. The results of the complete rail-vehicle field tests, show remarkable agreement between proposed model and test data.     

基于随机路面的空气悬架平顺性研究

将空气弹簧的刚度特性曲线编写XML文件,与机械系统仿真分析软件ADAMS结合,建立了空气悬架的客车模型,并根据相关法规在ADAMS/Car Ride环境中对虚拟样机进行平顺性仿真,仿真结果在ADAMS/postprocessor环境中进行处理,给出了一种求得平顺性评价指标较为简便的方法。结果表明分析样车的悬架系统设计合理,虽舒适性随车速提高及路面等级的下降,加权加速度均方根值呈增大趋势,但仍然能保持在主观评价的舒适界限之内。