一种带空气悬架的剪式驾驶员座椅振动特性仿真研究

提出了一种将空气弹簧作为弹性元件的剪式驾驶员座椅系统方案,采用动力学仿真软件ADAMS建立了该系统的多体动力学仿真模型,模型中的空气弹簧用实际空气弹簧非线性刚度曲线转化的一元力描述。基于此模型,仿真研究了座椅悬架系统动态特性随激励频率和等效簧载质量变化的规律。研究结果表明,位移传递率η在隔振区则随m的增大而减小;当激励频率较低时,等效簧载质量m对加速度均方根值几乎没有影响;当激励频率增大到一定值后,随着等效簧载质量m的减小,响应加速度均方根值增大;响应的位移和加速度与激励相比较,响应均滞后激励约1/8个周期。     

基于MBS的剪式座椅垂向刚度特性比较分析

采用多体系统(MBS)动力学分析软件ProMECHANICA/Motion建立了剪式座椅悬架的仿真模型。基于此模型,比较了6种典型弹簧布置方式下的座椅垂向刚度特性,分析了2种典型弹簧布置方式下连接点位置变化对座椅垂向刚度特性的影响。仿真结果表明,多数弹簧布置方式下的剪式座椅垂向刚度具有明显的非线性特性,且其非线性特性在工作行程内表现为软特性,软特性的强弱程度随弹簧布置方式的不同而不同,弹簧倾斜布置于两剪杆之间或剪杆与座椅底板之间时,座椅垂向刚度软特性的强弱随弹簧连接点位置的变化而变化。     

负刚度结构的座椅悬架优化及隔振分析

为进一步提升车辆座椅悬架的隔振性能,利用连杆弹簧负刚度结构与正刚度弹性元件并联的方式,设计了 一种具有准零刚度的座椅悬架系统.基于多 目标参数协调优化原理,进行了结构参数优化,获得了使座椅悬架刚度动刚度趋于准零刚度的最佳值.通过对座椅悬架隔振系统的动力学响应分析,以及仿真实验,验证了座椅悬架隔振系统优化的有效性.研究结...     

非路面车辆驾驶员座椅6足并联悬架系统拓扑结构研究

针对工程车辆、农用车辆等振动强度大、隔振设施简陋的非路面车辆,提出了一种新型的驾驶员座椅悬架系统--6足并联悬架系统.建立了人椅悬架系统自由振动模型,结合空间具有6自由度的机构形式,根据驾驶员座椅隔振的性能要求进行了6足并联悬架结构形式的分析、比较与选取.仿真结果表明,选定的Stewart 双三角型并联悬架在6个方向均有良好的隔振效果.研究结果对设计多维减振座椅具有指导意义,对提高非路面车辆驾驶员的乘坐舒适性具有促进作用.     

电控空气悬架系统刚度调节预瞄算法研究

架变刚度控制可以很大程度改善客车乘坐舒适性。本文以电控空气悬架系统(ECAS)为基础,前悬架采用反馈控制方法,后悬架采用预瞄前馈与反馈相结合的控制方法,通过对空气弹簧充放气从而实现悬架刚度调节。在AMESim和Simulink中分别搭建ECAS模型和控制算法,在TruckSim中搭建整车模型,利用三者联合仿真对控制算法进行验证。为了提升高度跟踪精度,采用柔性PID取代传统PID控制策略,结果显示:该控制方法能够准确跟踪目标高度值,并且很好地抑制了"过冲"与"过放"问题。通过对平顺性指标进行测量发现,与无控制车辆相比,车身垂向加速度减小约60%,表明舒适性得到很大改善。     

悬架刚度的匹配

基于4自由度模型,研究前后悬架刚度对平顺性的影响,进而匹配悬架刚度.建立1/2汽车模型,以前后悬架刚度值为自变量,以C级路面谱输入为例,计算车辆对路面输入的振动响应,用数值计算的方法,得出平顺性各参数的函数,在常用偏频范围内,绘制函数特性曲面及等值线图,进而设计者可以综合选取满足要求的刚度值.     

车辆和座椅悬架的集成控制策略研究

在建立四分之一车辆座椅和悬架集成模型的基础上,应用线性矩阵不等式(LMI)优化技术,提出一种主动座椅悬架和车辆主动悬架的鲁棒H∞集成控制策略。以人体垂直方向上的加速度响应功率谱密度为主要控制输出目标,把满足车辆悬架动行程范围、车轮动静载荷比响应和所需的集成控制力要求作为约束条件,设计出了座椅悬架和车辆悬架集成状态反馈控制器。通过仿真软件MATLAB进行了集成控制系统的仿真分析与比较,证明了该方法的可行性和有效性,为车辆主动悬架系统的研究提供了有力的理论依据。     

高速列车座椅半主动悬架系统研究

综合考虑悬架、车体、座椅及人体对系统振动特性的影响,建立高速列车座椅半主动悬架系统的四自由度数学模型,并提出了基于加速度阻尼的半主动控制策略,运用MATLAB/Simulink软件对建立的数学模型进行仿真研究。仿真结果表明:相比被动悬架座椅,采用基于加速度阻尼的半主动控制策略,可以明显降低座椅和人体的最大加速度值。     

温升对油气悬架刚度的影响

针对油气悬架温度随工作时间升高,从而改变油气悬架自身特性的问题,以某型号油气悬架为研究对象,根据流体力学和热力学理论,建立油气悬架的数学模型,并利用Simulink进行仿真.分别在不同温度下进行油气悬架的台架试验,从而得到不同温度的油气悬架位移特性曲线.对比仿真和试验结果,验证了数学模型的精确性;另外,研究了温升对油气...     

变载荷空气悬架固有频率的控制研究

从气体压缩的玻意耳定律出发,基于空气悬架的四个简化模型:忽略大气压力的无附加气室模型、考虑大气压力的无附加气室模型、忽略大气压力的有附加气室模型和综合考虑大气压力和附加气室的模型,采取循序渐进的方式探究空气弹簧的弹性特性、刚度特性和频率特性,推导出相关公式,并分析得到:有附加气室的空气悬架模型的固有频率要小于理想模型的固有频率、当空气弹簧的附加气室的容积一定时,悬架的固有频率随着气囊剩余空气柱的高度的增加而减小,与在实际工程上可通过设计体积可调的附加气室来实现悬架的固有频率的稳定,从而提高客货车的乘坐舒适性。     

平行连杆式操作机悬挂系统刚度与阻尼参数研究

为合理设计操作机悬挂系统的缓冲装置以减小惯性冲击的影响,针对平行连杆式锻造操作机,简化了设备模型,分析了制动工况下悬挂系统各杆件的受力状态和运动规律,并利用牛顿-欧拉法综合各杆件的动力学分析,建立了悬挂系统在制动时的动力学模型,提出了缓冲装置刚度及阻尼参数确定的思路。以300kN锻造操作机为例,在MATLAB中求解操作机悬挂系统动力学微分方程,分析了缓冲刚度、阻尼对吊杆摆角、钳杆质心运动规律的影响。结果表明,利用牛顿-欧拉法建立模型确定缓冲刚度与阻尼参数的方法是可行的与合理的,从而为平行连杆式操作机悬挂系统缓冲装置的刚度与阻尼设计提供了理论依据。     

Statistical Linearization on 2 DOFs Hydropneumatic Suspension with Asymmetric Non-linear Stiffness

Most references on hydropneumatic suspension analysis regard it as harden Duffing spring and take the white noise as the system input, which is quite different from real physical model. It will introdu...     

基于14自由度模型的磁流变座椅悬架研究

用磁流变阻尼器代替传统座椅悬架中的被动阻尼器,构成半主动车辆座椅悬架系统。针对此系统建立"人-车-椅"14自由度力学模型。其中阻尼器采用双曲正切磁滞模型,并选取PID控制器,在Matlab/Simulink环境中建立整个系统模型,输入标准路谱信号进行仿真。仿真结果表明,该控制器能较为有效地改善座椅减振性能,提高乘坐舒适性。     

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。     

主动悬架座椅系统的控制及仿真分析

通过讨论LQG控制的原理与方法,针对LQG控制过程中权系数因子的不同选择,分析其对座椅加速度的影响。在Simulink环境下建立悬架仿真模型,对其影响仿真曲线进行分析,评价LQG控制在车辆主动悬架系统上的可行性以及权系数的选取对主动悬架座椅系统的影响。     

一系悬挂参数对车辆动力学性能的影响

运用多体动力学SIMPACK软件建立车辆动力分析模型,仿真模拟车辆模型在高低和方向不平顺复合轨道谱激励下以200 km/h时速行驶时一系悬挂系数对车辆动力学性能的影响,分析一系纵向定位刚度在0.5~1.5 MN/m范围变化时和一系垂向阻尼在15~25 k N·s/m范围变化时,对车辆系统脱轨系数、倾覆系数、轮轨力和车体加速度的影响。     

基于遗传算法的车辆座椅悬架最优控制器的应用

常规LQG控制器在车辆座椅主动悬架应用中,存在权值矩阵确定的问题。设计了一种基于遗传算法优化LQG权值矩阵的方法。该方法利用遗传算法的全局优化算法,以主动座椅悬架性能指标为目标函数对权值矩阵进行优化设计,并在Matlab/Simulink环境下建立了系统模型并进行仿真模拟。仿真结果表明:基于遗传算法优化的LQG控制器能够解决了最优控制器中存在的权值确定问题,提高悬架的设计效率,同时对于乘坐舒适性的改善有良好的效果。