基于奇异值分解法对某矿用自卸车驾驶室平顺性的试验研究

采用数值仿真分析,验证了奇异值分解(SVD)法在信号处理上具有良好降噪效果.利用该法对某型矿用自卸车驾驶室平顺性的试验数据,进行了奇异值和奇异值差分谱计算,得出了该类振动信号相空间的重构阶数,并以此重构出无噪声干扰的信号.在此基础上,对驾驶室座椅处的试验数据进行了加权均方根计算,得出了车速在20km/h时座椅处的振动幅度最小.对座椅处的信号进行频响分析,得出了该处的振动频率与车速的变化关系.研究表明:该种类型的车辆其驾乘舒适性整体不理想,后续需要对车辆的各悬置系统进行改进和优化以提升其平顺性.     

考虑人体舒适性的装载机驾驶室悬置系统设计与试验研究

为研究某装载机驾驶室垂向振动特性和舒适性,对其驾驶室进行测试及评价,建立9自由度人-座椅-驾驶室动力学模型(下简称驾驶室模型),以避开人体内脏敏感频率和提高人体舒适度为目标,对驾驶室悬置系统进行参数优化、改进设计及实车试验。研究发现：3种试验工况下,原驾驶室座椅主振频为3.69～4.77 Hz,加权加速度均方根aw均大于1.25 m·s^-2,表明原驾驶室悬置设计不合理,舒适性差;试验测得驾驶室地板和座椅加速度均方根值与驾驶室模型计算的误差分别为6.24%和7.77%,表明驾驶室模型正确可行;驾驶室悬置系统优化后,人体内脏主振频避开了敏感的4～6 Hz,内脏加速度均方根值明显下降;座椅主振频避开了敏感的4～8 Hz,人体主观感觉明显改善,验证了本文研究思路的正确性和方法的有效性。     

装载机驾驶室非线性减振系统试验与优化

以某型装载机驾驶室减振系统为研究对象,通过优化解决了驾驶室振动过大和驾驶舒适性差的问题。以实测的车架振动信号为输入激励,根据驾驶室实际结构简化了驾驶室-座椅-人体的非线性减振系统模型,驾驶室和座椅的垂向振动加速度均方根值的模型输出值和实车试验值最大误差不超过6%。以驾驶室和座椅的垂向加速度均方根值为目标,使用遗传算法进行多目标优化,将优化结果代入模型来验证优化前后的驾驶室与座椅的减振性能。实车试验表明,改进后驾驶室垂向加速度的均方根值减小16%,座椅垂向加速度的均方根值减小53%。     

基于动力学仿真及非线性阻尼优化的商用车驾驶室悬置系统改进

为了解决某商用车行驶过程中出现的驾驶室异常抖动现象,对车辆进行了道路振动试验,测得车辆各位置振动信号,通过对信号的分析得出车辆驾驶室悬置系统减振效果较差、车辆平顺性能不理想的结论;再通过建立ADAMS动力学振动仿真模型对驾驶室悬置系统进行了振动仿真及参数优化。优化过程中针对悬置系统阻尼器的非线性阻尼参数,提出了用力模块取代弹簧阻尼器模块,由非线性阻尼力拟合得到数学模型表达式,将对阻尼参数的优化转化为对力模块公式中变量优化的新优化方法。通过优化解决了车辆驾驶室异常抖动的问题,改善了车辆的平顺性。最后通过再次进行道路试验,验证了优化结果的准确性和可行性。     

载货车驾驶室悬置系统试验仿真与优化

为从某新型载货车的三种驾驶室悬置参数水平值中找出最佳匹配值,进行样车道路试验;应用多体动力学软件建立驾驶室悬置系统虚拟样机模型,通过对比驾驶室悬置系统振动加速度功率谱密度曲线验证仿真模型的可信性。最后以减小驾驶室地板加速度功率谱密度的均方根值为目标,以悬置系统螺旋弹簧刚度、减振器阻尼为因子,运用试验设计技术对驾驶室悬置参数进行优化,改善了驾驶室悬置隔振性能,找出了适合该车型的最佳参数匹配值。     

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。     

重型商用车驾驶室悬置系统的参数优化

以某重型商用车驾驶室空气悬置系统的实车参数为基本数据,利用ADAMS软件建立了多体动力学模型,通过与道路试验对比验证了模型的准确性。采用客观评价方法,对驾驶室悬置系统进行了舒适度评价。采用正交试验方法,以驾驶室质心处的垂向加速度功率谱密度曲线峰值最小为优化目标,以驾驶室悬置元件刚度、阻尼为变量,对驾驶室悬置系统进行了优化。从优化前后的对比中可以看出,采用优化后的驾驶室空气悬置参数可使驾驶室的乘坐舒适性有一定程度的提高。     

基于SVD降噪法对齿轮点蚀故障特征的试验及分析

根据奇异值分解法(SVD)的基本原理,采用数值模拟分析法验证了SVD法在信号处理上具有良好的降噪效果。再利用该法对齿面点蚀故障振动试验数据进行了奇异值和奇异值差分谱计算,得出了真实信号与噪音信号的相空间及真实信号的重构阶数,并对真实信号进行重构,得出了经降噪后真实振动情况的时域信号。在此基础上,将真实振动加速度信号进行FFT变换,得出了齿轮箱上各测点处的频响特性;最后,分别研究了转速、载荷与齿轮箱振动频响特性之间的变化关系,得出了输出轴的振动特性对转速或载荷的波动情况较为敏感。     

商用车驾驶室-座椅悬置系统振动性能研究

文中将驾驶室、座椅悬置视为一个系统，构建驾驶室-座椅悬置系统4自由度动力学模型，采用拉格朗日方程建立悬置系统的振动方程，结合振动方程编写程序代码，分析了悬置系统的固有频率、主振型和频响函数。在此基础上，采用整车道路采样测试技术及台架载荷复现迭代技术得到比利时路和一般公路的激励信号，基于随机振动理论编写程序，研究了比利时路随机激励下的振动响应，依据国标规范进行人体振动舒适性评价；然后，根据悬置系统设计要求，提出了悬置系统的优化匹配设计方法，采用Isight软件中多岛遗传算法对悬置系统参数进行优化，获得了悬置系统设计参数最优解；最后，研究了优化前后的悬置系统参数在一般公路激励下的隔振效果。计算结果表明：新的悬置系统隔振性能更加优良，极大地提升了舒适性。     

某重型载重车辆振动分析和控制

为了有效消除某重型载重车的驾驶室水平晃动,对车架和驾驶室悬置进行了综合有限元模态分析, 分析了载重车驾驶室和车架的前6阶固有频率及模态振型特征.结合试验测试的路面激振信号分析,对车架有限元模型进行了动力优化.实际结果表明,驾驶室侧向弯曲模态固有频率与路面随机激励频率错开3～4 Hz后,减小了驾驶室的横向振动,改善了该型载重车的平顺性.     

发动机悬置系统怠速隔振优化及工程应用

根据隔振理论以及发动机振动评价指标,借助Adams和Matlab软件分析了发动机悬置系统的固有频率和固有振型。通过试验测得某重型卡车的发动机悬置系统怠速隔振前后的加速度信号。根据试验数据分析了发动机悬置系统怠速振动特性,根据分析结果对发动机悬置的刚度进行优化,并对优化后的悬置系统进行试验测试,通过对优化前后的试验数据的对比分析,得出了优化后的悬置系统可以解决某重型卡车发动机悬置系统怠速隔振差的问题。     

某重型卡车驾驶室振动测试与诊断

针对某重型卡车驾驶室在各常用车速下振动过大的问题,搭建了相应的振动测试平台,对其振动特性进行了研究分析.通过对该车驾驶室、各悬置处常用车速下振动进行试验测试,分析了驾驶室振动信号,得到了振动响应的主要频率成分;分析了各信号之间相关性和振动子系统的传递特性,得到了板簧、悬置、驾驶室和车体的振动传递效果;分析了影响整车振动的主要激励源特性,结合信号响应的频域组成和系统传递特性,综合得到造成驾驶室振动过大的主要激励源为车轮,同时板箦和车体的传递特性有待改善.     

基于平顺性的商用车驾驶室悬置系统仿真及优化匹配研究

文中以商用车驾驶室悬置系统为研究对象，构建驾驶室悬置系统多体刚柔耦合动力学模型，探讨了模态分析并进行了理论验证，通过整车道路采样测试技术和虚拟迭代技术获取了一般公路路况下的驱动信号。研究了一般公路随机激励下的平顺性仿真，并借助国标规范进行了振动舒适性评价，仿真结果表明：悬置系统性能不符合设计要求，在此基础上，采用正交设计对悬置系统参数进行优化匹配设计，得到了悬置系统性能参数的最优解，新的悬置系统满足了设计要求，提升了振动舒适性。     

某轻型卡车驾驶室悬置振动试验分析与优化改进

针对某轻型卡车在车速60 km/h左右车内存在严重的抖动问题,详细分析了振动的传递途径,制定了驾驶室悬置系统振动测试方案。测试分析结果表明:轮胎滚动频率与驾驶室悬置系统固有频率之间发生耦合以及前悬置隔振效果不佳等因素的共同作用是造成车内振动较大的主要原因。通过建立悬置系统多自由度动力学模型,并结合系统固有频率分布和振动能量解耦匹配等理论,提出了悬置系统参数优化设计方案,并对优化后的悬置样件重新进行了测试验证。测试结果表明:驾驶室振动大幅减小,车内舒适性明显提升。     

基于俯仰角加速度的驾驶室悬置系统修改

采用柔性化的驾驶室建立驾驶室悬置系统的多体动力学模型,通过道路试验测得仿真模型的激励和验证信号,从自由度、加速度均方根值和系统模态等三个方面验证了模型的正确性。以俯仰角加权加速度均方根值为优化目标,在频域内对驾驶室悬置参数进行了正交试验匹配,使得不同车速下座椅处的俯仰角加权加速度均方根值平均降低14%,垂向加权加速度均方根值平均降低9%,驾驶室悬置动扰度平均降低18%。最后重新设计了驾驶室前后悬置弹簧。     

动力总成悬置系统试验分析与优化研究

某自卸车在怠速工况下驾驶室抖动异常,驾驶室舒适性很不理想,为找出其原因进行了原地驻车试验,通过分析比较不同转速下悬置系统隔振前后的能量传递与频率分布,得出的结论为悬置系统与动力总成以及车架的匹配不合理,对振动的衰减起了反作用,左侧前悬置为隔振效果较差的部位。采用多体动力学方法建立动力总成悬置系统动力学模型,对动力总成悬置系统的刚度进行优化,使悬置系统与动力总成及车架的匹配更加合理。     

应用多目标粒子群的驾驶室悬置参数联合仿真优化

为简化悬置系统开发流程、缩短周期,以某型装载机驾驶室悬置系统为对象,在ADAMS中建立虚拟样机模型,采用试验测试信号作为激励,并在MATLAB中编写了优化算法程序,通过ADAMS和MATLAB联合仿真的方法,解决了驾驶室悬置隔振性能的多目标优化问题。以振动总量值最小化和解耦率最大化作为优化目标,分别采用了多目标粒子群算法(MOPSO)与非支配排序遗传算(NSGA-Ⅱ)法,结果表明前者能找到更好的帕累托前沿,仿真分析验证了该方法的可行性和有效性。     

基于整体车架模态分析的悬置支架优化设计研究

针对某挖掘机发动机悬置系统振动放大问题,通过采用试验测试和计算机仿真的方法,评估并优化了其隔振性能。分析了对应的加速度频谱及该悬置系统在290 Hz等频段的共振问题,采用整车架模态分析方法实现了故障再现;根据仿真结果,对悬置支架和车架进行了优化设计,并对该优化方案进行了试验验证。研究结果表明:有问题的悬置3点振动传递率得到优化,达到了减振目标;悬置2点传递率出现略有升高的情况,而该位置的振动加速度峰值在优化后得到大幅降低;传递率升高是整体加速度略有增加引起的。     

基于奇异值差分谱与改进包络分析的轴承故障特征提取

针对滚动轴承振动信号故障特征难以提取的问题,提出了一种基于奇异值差分谱与改进包络分析的轴承故障特征提取方法。首先,通过奇异值分解将原始轴承振动信号分解为一系列能够线性叠加的分量信号,利用故障特征分量和噪声分量在奇异值上的差异,根据奇异值差分谱的性质筛选出有效奇异值,选择包含故障特征的分量重构信号。针对奇异值分解去噪后仍存在残余噪声,采用改进包络分析,在频域中进一步去除重构信号中的残余噪声。最后对实测轴承信号进行分析,准确地提取到故障特征明显、故障频率突出的轴承故障信号,完成故障诊断。     

基于流行-IMF奇异值熵的转子故障特征提取方法

针对转子振动信号的非平稳性以及微弱故障特征难以提取的问题,提出一种基于集合经验模式分解(ensemble empirical mode decomposition,简称EEMD)的奇异值熵和流形学习算法相结合的故障特征提取方法。首先,对原始振动信号进行EEMD分解,得到若干本征模态函数(intrinsic mode function,简称IMF)分量,根据峭度 欧式距离评价指标选取故障信息丰富的敏感分量,组成初始特征向量,求其奇异值熵;其次,利用近邻概率距离拉普拉斯特征映射算法（nearby probability distance Laplacian eigenmap,简称NPDLE）对奇异值熵组成的特征矩阵进行降维处理;最后,将得到的低维特征子集输入到K-近邻(K-nearest neighbor,简称KNN)中进行模式辨识。用一个双跨度转子实验台数据集和Iris仿真数据集对所提方法进行了验证,结果表明,IMF奇异值熵和NPDLE相结合的方法可以有效地实现转子故障特征提取,提高了故障辨识的准确性。