非线性耦合油气悬架系统动力学建模与仿真研究

针对某型工程车辆的油气悬架系统,确定了含非线性刚度和阻尼的油气悬架和轮胎的数学模型,并根据虚位移原理推导了油气悬架恢复力和轮胎恢复力之间关系的解析表达式.结合工程实际,基于有限元动力学方法,采用连接单元来模拟非线性刚度和阻尼特性,建立了油气悬架和轮胎耦合的非线性悬架系统动力学模型,并通过施加正弦载荷、冲击载荷和阶跃载荷,揭示了油气悬架系统的特性.该方法为同类型悬架系统动力学建模提供了借鉴,结果为悬架系统和汽车系统动力学的研究提供了参考.     

基于参数辨识的矿用自卸车平顺性优化

矿用自卸车行驶路况非常恶劣,为改善某型矿用自卸车的平顺性,需要得到油气悬架非线性刚度阻尼特性。利用具有紧支撑正交特性的Daubechies小波和最小二乘法原理辨识油气悬架物理参数,将时变刚度阻尼离散为正交尺度函数下的线性组合,从而把辨识时变物理参数的"黑箱"问题转化为已知尺度函数序列和系统的输入输出来估计线性组合中的时不变系数问题。为验证辨识的刚度阻尼值,在Adams/view中建立整车多体动力学模型,得知辨识参数下的加速度时域响应和功率谱密度与试验结果相差无几,从而验证了该方法的有效性。借助遗传算法优化油气悬架的物理参数,将辨识结果作为优化变量的初始条件,以座椅垂直方向加速度方均根值为目标,优化后目标值下降了51.84%,达到了改善平顺性的目的。     

基于AMESim的单腔油气悬架阻尼特性仿真分析

单腔油气悬架具有非线性刚度同时具有非线性的阻尼特性。本文应用AMESim软件对单腔油气悬架进行了建模,并对其阻尼特性进行了仿真分析。通过仿真清楚地描述了阻尼力与激励信号和结构参数之间的动态关系。为单腔油气悬架参数优化奠定了基础。     

矿用汽车油气悬架系统建模与仿真

以WC5铰接式矿用汽车的油气悬架系统为研究对象,建立了包括刚度、阻尼、摩擦等因素的油气悬架系统非线性数学模型,并对油气悬架系统刚度特性和阻尼特性进行分析;分析表明,蓄能器初始条件直接决定着油气悬架的刚度特性,增大悬架缸的内径,减小单向阀、阻尼孔的直径则产生的阻尼力增大,这为矿用汽车油气悬架系统的设计提供了一定的参考依据。     

基于MATLAB/Simulink的油气悬架非线性阻尼特性分析

结合国产某型半车架拖拉机的振动特性,设计了一种阻尼可调式前轴油气悬架。在分析其工作原理的基础上,建立了油气悬架数学模型,利用MATLAB/Simulink研究和分析了油气悬架的非线性阻尼特性。研究结果表明:油气悬架的阻尼具有明显的非线性特性;活塞阻尼孔的个数和尺寸变化改变油气悬架阻尼的示功图和速度特性曲线;可调节流阀的过流面积只改变油气悬架还原行程的阻尼特性,对压缩行程的阻尼影响不明显;外界激励的频率和幅值对阻尼的示功图有显著影响,但不改变阻尼的速度特性曲线。     

油气悬架在全液压底盘上的应用与建模

为克服传统的弹簧悬架系统线性特性的缺点,在全液压底盘上采用先进的油气悬架技术。油气悬架系统具有非线性的变刚度特性和变阻尼特性,有助于提高车辆的平顺性和稳定性。根据车辆工作要求,对悬架系统进行部分参数计算,为油气悬架的设计提供理论依据。根据双缸耦连物理模型,建立刚度特性和阻尼特性的非线性数学模型,为油气悬架的参数选择和优化奠定基础。合理地选择油气悬架系统的工作参数,将会进一步提高车辆的平顺性和稳定性。     

温度对连通式油气悬架特性的影响

为研究温度对连通式油气悬架特性的影响，基于其工作原理建立连通式油气悬架刚度、阻尼力的数学模型与车辆动力学模型，并在Simulink中搭建车辆整车仿真模型。在三种不同的温度下对连通式油气悬架进行特性试验，结合仿真与试验数据，结果显示：连通式油气悬架在20℃与40℃时的阻尼特性基本不变，当温度达到60℃时，悬架的阻尼特性降低，且油气悬架的仿真与试验误差增大，但曲线变化趋势相同。连通式油气悬架刚度不仅与活塞杆位移有关，并且随着温度的升高而增加，温度越高，刚度增大越快。     

重型越野车油气悬架的非线性模型研究

以 WS2 4 0 0重型越野车油气悬架为研究对象 ,建立了包含刚度、阻尼、摩擦等非线性特性的油气悬架系统的非线性数学模型 ,并进行了油气弹簧的动态和静态特性的试验研究     

随机和冲击载荷下悬架参数的优化

为提高悬架的抗冲击性能和减振性能，对悬架的线性刚度和非线性阻尼进行联合优化，得到其合理的参数匹配和非线性阻尼特性曲线。在其参数下悬架的抗冲击性能比传统的线性阻尼悬架提高50％，车身加速度均方根降低30％，对不同的路面和不同的行驶速度有良好的适应性，提高了车体在冲击载荷下的稳定性和乘车人员的舒适度。其结果对抗冲击载荷的悬架设计具有一定的参考作用。     

汽车悬架弹簧多级减振刚度的应用性能分析

介绍了汽车非线性减振悬架的性能特点.根据非线性悬架特点设计了一种四级减振刚度弹簧;根据非线性曲线的特点,把汽车的不同工况分解为四减振区域,并分别把每一个减振区域匹配出不同刚度的线性弹性刚度,相当于用一次曲线去逼近空气弹簧的多次刚度曲线,这样就能得到吸振能力非常接近空气弹簧的弹性特性.进一步计算了四级减振刚度悬架汽车的减振频率、静挠度、振幅、阻尼特性.计算结果表明,四级减振刚度悬架比单刚度悬架舒适性能有很大的提高.     

汽车半主动悬架系统神经网络模型研究

基于磁流变减振器的汽车悬架系统具有明显的滞后非线性,系统中的非线性阻尼和非线性刚度等对其动力学行为产生了很大的影响。本文利用系统识别理论建立了磁流变减振器的神经网络模型,该模型可根据半主动悬架系统的控制力求得控制电流,具有良好的辩识能力。     

自卸车油气悬挂试验和虚拟样机仿真

油气悬挂是集减振器和弹性元件于一体的新型悬挂系统.对某型自卸车的前油气悬挂缸进行了试验研究,根据其内部构造和工作原理,借助虚拟样机技术建立了其虚拟样机模型,并利用该模型对其动态特性进行了仿真分析.仿真结果和试验结果的一致性,证明了虚拟样机模型的正确性和有效性.     

铰接车橡胶弹簧悬挂系统非线性特性建模分析

橡胶弹簧悬挂系统结构简单减振性能良好,在非公路车辆、大型载重车辆和工程车辆中有广阔的应用前景。对铰接式自卸车悬挂系统进行了研究,对前悬沙漏式橡胶弹簧、后悬的复合橡胶弹簧等进行静、动态实验及分析,在试验的基础上,基于有限元方法对橡胶弹簧的非线性刚度特性进行理论建模与分析,并分析橡胶弹簧结构参数对其刚度特性的影响。对其非线性刚度进行分析,对比分析表明模型仿真与试验分析结果曲线具有一致性,表明所用理论方法和所建模型的准确性;采用非线性有限元接触模型对橡胶弹簧特性进行分析,可有效提高分析的时效性;橡胶弹簧的静态特性试验研究表明,结构的刚度与系统的载荷呈现正相关特征;橡胶弹簧的动态特性试验研究表明,其动刚度和阻尼损耗因子与振动频率和振幅有很大的关系;试验结果和分析模型可作为设计选用橡胶弹簧的依据。     

新型轨道车辆双蓄能器式油气悬架特性研究

为准确描述双蓄能器式油气悬架力学特性,基于流体力学原理,完整建立了某型城市客运车辆双蓄能器式油气悬架的力学模型,仿真得到了该型油气悬架的速度特性与位移特性;详细介绍了不同于一般车辆液压悬架阀片式的实体式阻尼阀;讨论了油气悬架关键参数对其外特性的影响,发现振动速度、蓄能器气压等因素对油气悬架外特性影响较大。双蓄能器式油气悬架是一类集变刚度特性与非线性阻尼力的气、液耦合体,适合载重量变化较大的城市客运车辆,有利于改善车辆平顺性。     

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...     

新型准零刚度非线性悬置座椅特性分析与参数匹配

为有效解决车辆传统线性座椅振动舒适性差、非线性座椅成本高且可靠性差的问题,提出了一种基于连杆-剪式隔振机构的新型非线性悬置座椅。利用准零刚度理论建立座椅数学模型,探明座椅可变承载特性、低频隔振特性及其影响规律和关键参数可行设计域,进而提出悬置刚度解析匹配方法和建立减振器非线性阻尼匹配数学模型。通过样机试验对比,验证所建模型和所提方法的正确性及座椅能效。结果表明,新型座椅振动舒适性比传统线性座椅提高了35%且与传统非线性座椅相当;新型座椅成本是传统非线性座椅的一半,且失效条件下舒适性比传统非线性座椅提高14%以上。     

基于鱼群算法的永磁体-电磁阀式磁流变阻尼器半主动悬架系统

为了提高汽车悬架系统工作性能,对磁流变阻尼器半主动悬架控制系统进行了研究。首先,基于磁流变阻尼器工作原理,将永磁体与电磁阀引入其中,设计新型磁流变阻尼器并建立了仿真模型,示功特性试验结果表明,所设计的新型阻尼器可以满足汽车悬架的使用要求,同时,速度特性试验表明所建立的阻尼器模型具有较高的可信度;其次,基于牛顿定律建立了7自由度整车悬架模型;为了提高悬架控制效果,在对常规鱼群算法进行改进的基础上,设计了适合汽车悬架系统最优控制器的鱼群算法,实现了两者的集成控制;最后,进行了仿真试验。试验结果表明,与被动悬架相比,基于鱼群最优控制算法控制的汽车车身质心垂直加速度、俯仰角加速度、侧倾角加速度分别减小了38.95%、35.12%、35.98%,有效地提高了汽车的动力学性能。     

基于弹性体车身的驾驶室液压悬置动特性匹配

针对液压悬置特殊的非线性弹性特征及其动特性匹配的复杂性，建立了驾驶室的弹性体模型。在试验验证模型的正确性后导入多体动力学软件中，建立了以弹性体驾驶室为基础的液压悬置系统模型。通过驾驶室悬置系统的振动响应试验验证了系统模型的正确性，确定了系统的响应峰值，并在这些峰值频率下对悬置的动刚度和相位角曲线进行优化匹配。根据优化结果，调整液压悬置的结构参数，并试制了悬置样件，进行了整车试验验证。     

位移和速度三次非线性因素对金属橡胶干摩擦系统幅频特性的影响

金属橡胶是一种新型材料。文中运用谐波平衡法对金属橡胶千摩擦系统的振动响应进行研究，发现当同时考虑位移三次非线性因素和速度三次非线性因素时，速度三次非线性因素对金属橡胶幅频特性的影响可忽略，而当仅考虑位移三次非线性因素时，随着位移三次非线性因素的增大，幅频特性曲线的振幅逐渐减小，且当位移三次非线性因素较大时，幅频曲线出现弯曲跳跃现象，对金属橡胶减振器作动态响应实验，发现减振器的固有频率和传递率幅值都表现出非线性特性。本文工作对金属橡胶材料的理论建模及其特性的了解有重要的参考价值。     

Performance evaluation of a quarter-vehicle MR suspension system with different tire pressure

This paper evaluates performance of a quarter-vehicle magneto-rheological (MR) suspension system with respect to different tire pressure. In order to achieve this goal, controllable MR damper that satisfies design specifications for a midsized commercial passenger vehicle is designed and manufactured based on the optimized damping force levels and mechanical dimensions. After experimentally evaluating the field-dependent characteristics of the manufactured MR damper, the quarter-vehicle suspension system consisting of sprung mass, spring, tire and the MR damper is constructed in order to investigate the ride comfort. After deriving the equations of the motion for the proposed quarter-vehicle MR suspension system, vertical tire stiffness with respect to different tire pressure is experimentally identified. The skyhook controller is then implemented for the realization of quarter-vehicle MR suspension system. Ride comfort characteristics such as vertical acceleration RMS (root mean square) and WRMS (weighted RMS) of sprung mass are evaluated under bump and random road conditions using a quarter-vehicle test facility.