液压互联悬架参数对其刚度和阻尼的影响

在车辆悬架强度设计问题的研究中,抗侧倾液压互联悬架系统的刚度和阻尼不仅与车辆的机械系统的参数相关,还与液压系统的参数相关.为了研究液压互联悬架系统参数对悬架等效刚度和阻尼的影响,建立了装有抗侧倾液压互联悬架的SUV车辆在侧倾平面内的频域振动半车模型,推导了系统的等效刚度和阻尼的表达式,得到了由系统参数求悬架等效刚度和阻尼的仿真分析方法,并分析了液压缸上下腔的面积、液压缸的直径、储能器的预充压力等参数对系统的等效刚度和阻尼的影响.结果表明抗侧倾液压互联悬架系统的液压元件参数改变对系统等效侧倾刚度及系统的等效阻尼的影响很大,但对系统的垂向等效刚度影响很小.仿真结果可以为液压互联悬架系统的刚度和阻尼设计提供理论依据.     

野草入侵模糊算法的半主动空气悬架研究

为了抑制由路面不平引起的车辆振动,结合磁流变阻尼器和空气弹簧的变阻尼/刚度特性,设计了含内置永磁体式磁流变阻尼器的半主动空气悬架系统.基于电磁学原理,对内置永磁体式磁流变阻尼器的力学特性建模.建立了1/4车辆二自由度动力学模型,并利用野草入侵算法对常规模糊算法规则进行优化,开发了野草入侵-模糊混合控制策略对内置永磁体磁流变阻尼器的空气悬架进行半主动控制.为验证该控制策略在磁流变空气悬架的半主动控制效果,进行了C级路面随机输入及凸块脉冲输入仿真分析,仿真结果可知,野草入侵-模糊控制策略能有效地提高半主动悬架系统的综合性能.并且通过台架试验进一步表明,利用该控制策略能够使车身振动加速度及悬架动挠度分别减小25.87%、35.13%.     

某SUV行驶平顺性仿真与优化设计

研究某SUV (Sport Utility Vehicle)的行驶平顺性优化问题,根据车轮—悬架系统动力学原理,得出悬架刚度、阻尼参数合理匹配与整车平顺性有直接关系.针对如何协调相互矛盾的性能指标,以达到悬架系统最优设计的目的,提出了一种虚拟样机技术与试验设计相结合的优化方法.利用Adams/Car建立整车模型,进行仿真分析,并与标杆车平顺性试验结果对比,模型的正确性和准确性得到验证.参照平顺性评价方法,以优化垂向的加权加速度均方根值为目标,采用D—最优试验设计确定了悬架刚度和阻尼参数的最佳匹配方案.优化结果表明,整车的平顺性能得到明显地改善,利用本文方法对悬架参数优化具有工程可行性,可减少开发的周期和成本.     

基于遗传算法的某微型纯电动汽车平顺性优化

针对某微型纯电动汽车在C级路面行驶时座椅处振动较大、乘员有不舒适感等平顺性问题,建立了整车多体动力学模型,在C级路面下对车辆平顺性进行了仿真,结果与实车行驶时驾驶员的主观感觉基本一致,验证了所建模型的准确性,以质心总加权加速度均方根值最小为优化目标,悬架刚度和阻尼为设计变量,最后利用遗传算法联合ADAMS和MATLAB进行了优化仿真。联合仿真结果表明,优化后的整车平顺性有明显改善,为实际优化改进提供依据。     

基于MSC Adams/Car的空气悬架及整车仿真

利用MSCAdams/Car软件建立载货汽车后空气悬架系统多体动力学模型,仿真计算了悬架垂直刚度特性,证明模型的正确性.建立Adams/Car的整车模型,进行稳态回转试验的仿真分析.将仿真结果与道路试验结果进行比较,验证虚拟样机模型的正确性.     

基于主动悬架的模糊神经网络控制的研究

传统的被动悬架由于阻尼参数不可任意选择和调节,减振性能不好,不能满足乘客的乘坐舒适性;而主动悬架可通过改变减振器的阻尼特性而适应不同的道路和行驶状况,改善乘坐舒适性和操纵稳定性;以汽车主动悬架为研究对象,建立了汽车二自由度1/4车体模型,提出了一种汽车主动悬架模糊神经网络控制方法,设计了模糊神经网络控制器;以B级路面作为随机路面输入,并利用Matlab进行仿真;通过动态仿真对被动悬架和主动悬架的特性进行了对比,仿真结果表明,该模糊神经网络控制器对车身加速度、悬架动挠度和轮胎动载荷都有很好的抑制。     

汽车天棚控制半主动悬架模型仿真与性能分析

该文对比研究了天棚控制半主动悬架的动力学性能。在建立线性被动悬架、传统非线性弹簧悬架和天棚控制半主动悬架动力学模型的基础上。利用MATLAB软件的SIMULINK工具箱对其进行仿真，获得车身加速度时域频域响应特性、轮胎动载荷及悬架动挠度的时域特性，并对仿真结果进行了对比分析。天棚控制半主动悬架的阻尼系数通过估算确定。结果表明。半主动悬架有效地改善了汽车的行驶平顺性和操纵稳定性，但其在衰减高频振动上仍存在不足。     

汽车钢板弹簧非线性有限元分析

为在汽车动力学特性设计中准确计算汽车悬架的作用力,用HyperMesh建立钢板弹簧的有限元模型,并在钢板弹簧的接触面中添加接触单元模拟板间摩擦.利用Abaqus计算钢板弹簧刚度,考虑中心螺栓和U形螺栓的预紧力,分析不同摩擦因数对钢板弹簧迟滞特性的影响.计算结果表明该模型可用于分析考虑钢板之间摩擦作用时钢板弹簧的受力情况,探讨非线性有限元分析过程中钢板弹簧的刚度和迟滞特性.     

非线性油气悬架的平顺性仿真研究

该文针对某工程车辆油气悬架系统建立了单气室油气弹簧的非线性刚度模型，在传统的定刚度车辆两自由度振动模型中加入了非线性的因素，使计算机仿真更接近工程实际。在Maflab／Simulink的环境下，对油气弹簧的刚度非线性、D级随机路面输入以及在随机路面输入下的车辆平顺性进行了计算机仿真。最后将油气悬架平顺性仿真结果和线性二次型最优主动控制悬架以及钢板弹簧被动悬架进行了比较，证明了油气悬架在降低车身加速度、改善轮胎接地性等方面具有显著的优越性和工程应用价值。     

车辆空气悬架PID控制优化仿真

考虑到空气弹簧的非线性特性,建立了2自由度车辆空气悬架系统的振动模型.为了提高车辆行驶平顺性和乘坐舒适性,设计将粒子群优化(Particle Swarm Optimization,PSO)算法与PID控制策略相结合后应用于车辆空气悬架系统控制,并在Matlab/Simulink环境下,对不同车速和行驶路况下的车辆空气悬架进行了仿真分析.仿真结果表明:与传统的PID控制比较,基于粒子群优化的PID控制器使得车辆空气悬架系统的车身垂向加速度(BA),悬架动行程(sws)和轮胎动位移(DTD)的均方根值都有所减少,改善了车辆的平顺性和操纵稳定性.     

考虑道路友好性的载货汽车悬架参数优化仿真

为了减少汽车轮胎动载荷对路面的损伤,研究兼顾行驶平顺性和道路友好性的悬架参数优化方法.建立了四自由度二分之一汽车振动模型,给出了整车振动方程、频响函数和路面输入模型,针对该汽车常用的行驶条件,以行驶平顺性指标和道路友好性指标的线性加权和作为优化目标,运用Matlab优化工具,对B级和C级路面典型工况的悬架刚度和阻尼进行仿真优化.优化结果表明,悬架参数对行驶平顺性和道路友好性有较大的影响;与原车相比,悬架参数优化后,行驶平顺性提高了5%～15%,道路友好性提高了2%～3%;针对B级和C级路面条件得到的两组优化结果为悬架参数没计提供了可行的目标范围.     

The effect of posture and seat suspension design on discomfort and back muscle fatigue during simulated truck driving

Several studies have shown a relationship between low-back problems and exposure to seated whole-body vibration. The amount of vibration transmitted to the operator is influenced by the posture of the subject in the vehicle. The aim of this study was to determine whether a truck seat with a gas spring in its suspension is superior to the standard spring seat in slowing the onset of muscle fatigue and reducing the level of discomfort experienced during road vibrations while maintaining typical driving postures. The experiment used a 2 x 3 (2 seats x 3 postures) repeated measures design. It was conducted on six males free from low-back pain. Subject comfort was rated before and directly after exposure to typical vibrations. Muscle fatigue using centre frequency was determined during vibration exposure, and the magnitude and phase of acceleration transfer were calculated from the base plate to the seat pan and from the seat pan to the bite bar. None of comfort, fatigue rate or fatigue average were affected by seat type or seat suspension design in the short term, 10 min vibration exposure. Fatigue and comfort measures could continue to be used to detect postural defects, but the more sensitive measures of seat/driver interactions remain mechanical ones using motion-measuring techniques such as accelerometry and correcting for the heavily damped nature of the system. Until more sophisticated manikins are available the characteristics of vibration-attenuating seats should be confirmed using live humans.     

主被动一体悬架构型的多目标粒子群最优控制

为了解决轮毂电机电动汽车中轮毂电机导致的振动负效应问题,提出了将动态减振与主动悬架结合的悬架新构型方案.针对新构型中结构及控制参数复杂的特点,建立了能够表征平顺性、操稳性以及悬架作动效率的11自由度整车动力学模型.设计基于新构型的多目标粒子群线性二次最优(MOPSO–LQR)控制器.对模型进行仿真分析,仿真结果表明,新构型方案能够实现车辆平顺性、操稳性以及悬架效率的全局最优,对比传统轮毂电机悬架构型方案,在解决轮毂电机振动负效应问题上有良好的效果.     

超级单胎牵引车振动仿真分析和优化

针对某超级单胎牵引车的驾驶室振动问题,在MD Adams中建立该牵引车的刚柔耦合模型,采用平顺性随机试验测量的加速度值作为输入进行仿真,与试验结果对比验证该动力学模型的准确性.通过进行整车系统模态分析、车速灵敏度分析和频率响应分析,找出引起驾驶室振动加剧的主要原因,即在特定车速下路面激励频率与驾驶室固有频率接近,形成共振.对驾驶室悬架系统的减振器特性参数进行优化,降低驾驶室的振动加速度响应,实现该款牵引车平顺性的性能提升.     

基于过程阻尼效应的电动汽车弹簧型扭振减振系统设计

为了提高电动汽车弹簧型扭振减振控制能力,提出基于过程阻尼效应的电动汽车弹簧型扭振减振方法。构建电动汽车弹簧型扭振减振的力学加载模型,采用基于直角坐标系的力矩控制方法进行电动汽车弹簧型扭振的载荷转移机构力学特征分析,构建载荷转移的电动汽车弹簧型扭振参数辨识模型,根据过程阻尼效应进行电动汽车弹簧型扭振减振的自适应调整,实现控制器参数的优化估计和辨识,基于载荷转移机构模型实现电动汽车弹簧型扭振减振系统的控制律优化设计。仿真结果表明,采用该方法进行电动汽车弹簧型扭振减振控制的自适应性较好,被控系统的跟踪误差较低,提高了电动汽车弹簧型扭振减振的稳定性。     

15自由度重型汽车乘坐舒适性计算机仿真

重型汽车驾驶室的乘坐舒适性直接影响驾驶员的驾驶疲劳,从而影响汽车的行驶安全性。在重型汽车垂直振动固有特性中有几个固有频率对乘坐舒适性具有较大影响,车架的弯曲弹性振动就是其中之一。该文建立了包含车架弹性振动的15自由度整车振动模型,通过计算机仿真模拟了路面随机输入响应;通过改进驾驶室悬架参数,显著改善了驾驶室的乘坐舒适性。     

Suspension system performance optimization with discrete design variables

Suspension systems on commercial vehicles have become an important feature meeting the requirements from costumers and legislation. The performance of the suspension system is often limited by available catalogue components. Additionally the suspension performance is restricted by the travel speed which highly influences the ride comfort. In this article a suspension system for an articulated dump truck is optimized in sense of reducing elapsed time for two specified duty cycles without violating a certain comfort threshold level. The comfort threshold level is here defined as a whole-body vibration level calculated by ISO 2631-1. A three-dimensional multibody dynamics simulation model is applied to evaluate the suspension performance. A non-gradient optimization routine is used to find the best possible combination of continuous and discrete design variables including the optimum operational speed without violating a set of side constraints. The result shows that the comfort level converges to the comfort threshold level. Thus it is shown that the operational speed and hence the operator input influences the ride comfort level. Three catalogue components are identified by the optimization routine together with a set of continuous design variables and two operational speeds one for each load case. Thus the work demonstrates handling of human factors in optimization of a mechanical system with discrete and continuous design variables.     

汽车脉冲输入平顺性的仿真分析

该文讨论了运用虚拟样机技术 ,进行汽车脉冲输入平顺性仿真分析的方法 ,针对本校研制的电动牵引车建立了包括悬架、车体和人 -椅系统在内的多体系统模型 ,并通过建立轮胎的UA解析模型和三维路面模型来计算轮胎与地面的相互作用。通过仿真试验 ,对该车的平顺性能进行了评价 ,分析了悬架和座椅参数对该车平顺性的影响 ,从而实现了在该车的设计阶段 ,对其平顺性进行预测及分析的目的。     

复合材料磁悬浮列车车体结构数值模拟(III)——车体结构性能的参数化数值模拟

在磁悬浮列车车体参数化数值模型的基础上,开展参数变化对车体结构性能影响的数值试验,研究复合材料梁截面几何参数对车体刚度和频率的影响。在典型荷载工况下,研究关键设计参数对车体结构性能、结构部件连接模型的力学性能、车体频率和振型、车体结构线性屈曲性能的影响,确定关键设计参数对复合材料车体结构性能的影响趋势,为车体优化设计奠定基础,验证将参数化车体数值模型作为车体结构性能研究的有效性。     

汽车驾驶室平顺性优化设计

建立汽车驾驶室刚弹耦合模型,输入随机路面激励,研究汽车驾驶室底板的振动响应;通过虚拟样机计算结果与试验进行对比,验证模型的正确性;以驾驶室悬置的弹簧刚度、减振器阻尼为影响因素,通过虚拟DOE正交试验分析方法进行优化设计,显著改善驾驶室平顺性.