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。     

一种剪式座椅振动特性的理论分析

建立了一种剪式驾驶员座椅的运动微分方程，导出了其固有频率f0、阻尼比ε和振动传递率η的理论计算公式，分析了系统主要参数对振动特性参数．f0、ε和η的影响，并以HY—Z04型剪式座椅为例，计算了系统的振动特性参数．fo、ε和η的值，分析了它们随等效簧载质量m的变化规律。研究结果表明：座椅的、fo、ε均随座椅悬架系统等效簧载质量m的增大而减小；η在振动放大区随着m的增大而增大，在隔振区随着m的增大而减小；示例座椅的阻尼比ε明显偏大，以致其在隔振区的振动衰减能力变差，故需对其作进一步的优化处理。     

带附加气室空气悬架的综合性能优化

以带附加气室的空气悬架为研究对象,基于流体力学与工程热力学,建立空气弹簧-连接管路-附加气室数学模型;考虑到空气弹簧刚度的非线性,将其以空气弹簧非线性力的形式引入到1/4车辆动力学模型中;以寻求车辆乘坐舒适性、轮胎接地性与操纵稳定性的综合性能最优为目标,对典型工况下的附加气室容积与减振器阻尼进行寻优。优化结果表明,悬架的综合性能、乘坐舒适性得到改善,轮胎接地性与操纵稳定性略有降低。台架试验与仿真结果基本吻合。     

带附加气室空气弹簧动态特性仿真与试验研究

为了揭示带附加气室空气弹簧动力学特性,运用有限元分析方法,基于R1A型自由膜式空气弹簧,建立了带连接管路附加气室空气弹簧有限元模型,对有限元模型进行动态特性的数值仿真,分析连接管路管径、附加气室容积、初始气压对空气弹簧刚度随频率变化的影响规律,结果显示:较大管径和低频率可获得较小的空气弹簧动刚度;随着附加气室容积增大,系统动刚度降低其变化幅度亦趋于平缓,继续增大附加气室容积对降低系统动刚度效果不明显;空气弹簧的刚度随初始气压的增加而变大,并通过动态特性试验验证了有限元模型的正确性。     

空气弹簧附加气室对车体振动行为的影响研究

基于铁道车辆整车动力学模型,分析了附加气室对车体振动行为的影响。首先推导并分析了空气弹簧附加气室容积对空气弹簧刚度的影响规律,随后,基于附加气室的空气弹簧线性模型,建立了铁道车辆的多体系统动力学模型,分析了附加气室容积对车体振动行为的影响。研究结果表明,附加气室容积的变化对车体垂向振动平稳性指标和垂向振动均方根值的影响明显,随着容积的增大,车体垂向振动不断减小,当附加气室容积大于60 L后,容积的进一步增大不会引起车体垂向振动的明显变化;从车体振动的频谱分析可以看出,附加气室容积的增大主要是降低了垂向振动主频下的振动能量,对其他频率下的振动能量有一定的影响,但幅度较小。     

单气室油气悬架阻尼特性分析

介绍了一种单气室油气悬架结构及工作原理,推导了该油气悬架阻尼特性数学模型,利用Matlab对油气悬架的阻尼力进行了理论计算,得到了油气悬架示功特性曲线,并结合台架试验数据进行了对比,验证了模型的有效性。然后,根据所建立的油气悬架阻尼特性数学模型,改变阻尼孔直径、激振频率、单向阀节流口过流面积等关键参数考察了油气悬架阻尼力的影响因素。研究结果表明:阻尼力随着激振频率的增大而增大,随着阻尼孔直径、单向阀节流口过流面积的增大而减小。     

带节流阻尼孔和附加气室的空气弹簧系统建模和动态特性研究

考虑空气弹簧橡胶气囊力学特性,采用摩擦模型和分数导数Kelvin-Voigt模型对橡胶气囊进行建模,描述橡胶气囊的振幅相关性和频率相关性。以带节流孔和附加气室的空气弹簧为研究对象,建立该空气弹簧的非线性模型。在空气弹簧标准工作高度(即平衡点)附近,基于一阶泰勒展开和割线法建立带节流阻尼孔和附加气室的空气弹簧系统线性模型。以某空气弹簧为例,辨识空气弹簧橡胶气囊的模型参数,试验验证了橡胶气囊模型的有效性;分析该系统的动态特性,讨论橡胶气囊力学特性对整个空气弹簧动态特性的影响。该模型的建立为进一步研究空气阻尼悬架的刚度和阻尼设计、匹配提供了理论依据和有效参考。     

带附加气室空气弹簧性能试验系统的搭建与试验研究

针对主、附气室通过管路连接的空气弹簧工作过程复杂性及其特殊的非线性,搭建带附加气室空气弹簧特性试验系统,进行不同附加气室容积和不同连接管路直径的空气弹簧特性试验研究;设计出基于LabView的测试软件,通过数据采集系统测得弹簧作用力、弹簧位移和弹簧内部气体压力;针对四种容积的附加气室、四种内径的连接管路和四种初始气压在0.5～10.0 Hz激振频率范围内对空气弹簧特性进行台架试验,试验分析各影响因素对弹簧特性的影响规律,并探讨各因素的影响机理。试验结果表明,试验的可变因素对空气弹簧特性具有不同程度的影响:附加气室容积和连接管路管径的增大会降低空气弹簧的动刚度,但附加气室容积对动刚度的影响程度还受主附气室容积比的影响;弹簧内初始气压和激振频率的增加会增大弹簧动刚度,台架试验可以为带附加气室空气弹簧的设计及应用提供依据。     

基于D最优响应面设计方法的带附加气室空气弹簧动力学特性拟合研究

由于带附加气室空气弹簧的影响因素和动态特性参数之间的非线性映射关系难以描述,提出建立响应面方法替代复杂的空气弹簧动态特性方程用于空气弹簧特性的研究。首先用两个非线性特性显著的算例验证了D最优方法建立响应面的有效性,然后根据响应面设计空气弹簧动态特性实验,基于实验结果用高阶多项式进行回归拟合建立高精度响应面,最后根据设计响应面研究了主要因素附加气室容积和节流孔直径对空气弹簧动态特性参数动刚度和阻尼的影响。     

非公路车辆座椅悬架振动的动力学分析

非公路车辆工作条件恶劣,座椅振动具有低频高强度的特点。将座椅简化为由浮动机座驱动的单自由度系统,依此分析了非公路车辆座椅的振动动力学特点,结果表明在底座低频振动区,座椅和激励振动的振幅和相位基本一致,振幅随阻尼增大而增大;在高频振动区,座椅振幅小于激振振幅,振幅随阻尼增大而减小。使用磁流变阻尼器等半主动减振器进行减振时,低频区应采用高阻尼,高频区应采用低阻尼。     

基于非线性振动模型的空气悬架特性研究

本文从空气力学的角度分析了空气弹簧弹力变化过程,引入了多个弹簧参数来计算弹力,然后建立了空气弹簧非线性振动模型。以此为基础在Matlab/Simulink中构建了空气悬架1/4车辆两自由度模型。模拟了车辆的行驶情况,评价了其道路友好性,并与参数相同的被动悬架作比较。结果表明:该非线性振动模型能够正确的模拟空气弹簧工作过程;相同条件下使用空气悬架可减小车辆对道路的损坏,降低公路运输和道路养护支出。     

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。     

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.     

带有双附加气室空气弹簧的隔振性能研究

大型飞机的机载计算设备需要隔振系统进行振动保护,而空气弹簧是一种性能优良的隔振元件.文中设计一款带有双附加气室约束膜式空气弹簧,两个附加气室采用串联方式排列,主附气室之间通过节流孔相连.利用流体力学等相关理论建立该类型空气弹簧的振动微分方程,并对该方程进行求解,得到在不同频率激振作用下两个附加气室的压力变化规律、两节流孔半径变化对阻尼比的影响及空气弹簧的加速度传递率.结果表明,激振频率越高,附加气室B的压力变化幅度越小,其对隔振系统的贡献越小;空气弹簧具有周期非线性的特点;阻尼比的极大值首先与节流孔Ⅰ有关,在节流孔Ⅰ的半径足够大时才与节流孔Ⅱ有关;双附加气室空气弹簧较单附加气室空气弹簧具有更好的隔振效果.     

频率指标方法在带附加空气室空气弹簧振动控制中的应用

以Firestone公司生产的1T15M-2型膜式空气弹簧为基础,与容积为22 L的附加空气室和节流阀构成了带附加空气室空气弹簧减振系统。根据空气弹簧减振系统的加速度响应特性,设计了基于频率指标的振动控制程序。试验时向空气弹簧内部分别充入3种不同气压,采用激振频率为0.5 Hz~10 Hz的随机激振信号对减振系统激励。在每个采样周期内对簧上质量的加速度响应信号进行滤波和FFT变换,并提取出采样周期内激振能量最大对应的频率信号,根据频率的大小,执行器调节节流阀的开度,使空气弹簧减振系统分别工作在2个相对较优的加速度响应的某一个区域内。试验结果表明,在随机信号激励条件下,3种不同内压的空气弹簧系统最短经过约2 s可达到稳定响应状态,控制前后系统加速度响应的振幅相对最大加速度幅值减小了近50%。     

基于MBS的剪式座椅静态和动态特性仿真研究

用多体系统动力学分析软件ProMECHANICA/Motion建立了剪式座椅的动力学仿真模型。以HY-Z04型剪式座椅为例,仿真研究了座椅悬架系统的静刚度特性、振动传递特性—位移传递率η、以及座椅上的等效簧载质量m对位移传递率η的影响。仿真结果表明:在微幅振动条件下,所研究的剪式座椅振动系统表现为线性系统;随着m的增加,振动系统在振动放大区的位移传递率η增大,在隔振区减小;m对η的影响程度随座椅悬架系统中减振器阻尼的增大而减弱。     

空气悬架固有频率试验研究及理论分析

汽车空气悬架的固有频率是表征车辆平顺性和道路友好性的一个重要指标,为能正确获取悬架的固有频率,在总结国内外相关标准的基础上从激励方式和数据处理方法两方面分析和比较目前国内沿用的GB 4783-1984(汽车悬挂系统的固有频率和阻尼比测定方法)悬架固有频率试验标准和欧洲委员会的96/53/EC、澳大利亚的VSB11标准,并对电子控制空气悬架的大客车进行整车阶跃试验.针对试验数据处理中发现的俯仰角振动问题通过半车模型仿真来进行理论分析以及车身俯仰角振动固有频率试验,探讨按照国家标准和国外标准进行数据处理分析时存在的局限性,通过辅助试验获得正确的悬架固有频率.为电子控制空气悬架大客车类的悬架固有频率试验方法以及试验数据的处理分析方法提出补充的建议和辅助试验手段.     

悬架弹性元件对悬架振动传递特性的影响

为了分析研究橡胶元件减振隔振的机理,在线性假设的前提下,用复刚度表示悬架弹性元件的刚度,在车身车轮双质量1／4振动模型的基础上建立悬架系统中的橡胶弹性支承元件影响的1／4车振动模型,并利用该模型详细论术了橡胶元件对悬架振动传递特性的总体影响,指出其能减小车身部分固有频率附近的传递系数,增大车轮部分固有频率附近的传递系数,明显改善高频段的隔振性能。     

一种开箱自动剪带机构

为了解决自动化生产线中包装箱的束带不能通过机构实现自动剪开的问题,设计了一套自动剪带机构.通过论证与试验,结果表明该机构可实现自动剪带功能.将该机构与配套自动化设备相结合,可有效地提高生产线的自动化程度和经济效益.     

一种新型可控机构式机器人机构振动特性

可控机构式机器人将驱动电机和减速器安装在机架或机架附近,使机构运动惯量显著减小,改善了机器人机构的动态性能.为了研究这种新型的机器人机构的动态性能,避免其发生异常振动,本文以一种所研制的机器人机构为研究对象,对其弹性动力学进行了建模,并对其振动特性进行了研究.首先对该机器人机构进行运动学分析,然后基于有限单元法建立其弹...