矿用自卸车油气悬架力学特性研究与优化

矿用自卸车行驶道路恶劣且载重量大,严重影响了行驶平顺性,而油气悬架的力学特性对改善整车平顺性有着重要作用。为研究和优化悬架力学特性,在考虑悬架快速加载和油液通道的附加阻力、进口局部阻力、弯道阻力的基础上,建立精确的弹性力和阻尼力公式。利用Fluent软件结合Volume of Fluid两相流模型和动网格技术,仿真得到油气悬架非线性力学特性,以对比推导的力学公式。此外,在悬架力学公式的基础上,建立包含柔性化车架的整车刚柔耦合模型,并将模型仿真结果与试验结果进行对比,得到座椅加速度响应最大误差为8.5%,验证了所建模型的准确性。采用遗传算法对悬架参数进行优化,座椅加权加速度方均根值降低了23.58%,有效提高了矿用自卸车的平顺性。     

基于VOF模型与动网格技术的油气悬架气液两相流数值模拟

针对某型大吨位矿用自卸车油气悬架为油气两相相互接触的特点,拟从多相流数值仿真的角度对其非线性刚度阻尼特性进行分析。首先,在探讨了现有多相流建模方法适用性、湍流模型适用性的基础上,结合VOF模型和动网格技术,在Fluent软件中建立悬架的气液两相流模型,并采用UDF方法对两相流模型的边界运动形式进行预定义。其次,模拟了悬架拉伸和压缩状态下的内部瞬态流场特性,得到不同时刻相应流道中的速度和压力云图,提取出气室内压力的变化以及悬架内因阀系结构而产生的压力差的变化,进而计算得到其刚度和阻尼特性曲线。再次,将所求力学特性曲线通过Spline函数导入ADAMS/View中,建立了某型矿用自卸车的多体动力学模型,开展了随机道路平顺性仿真分析,并借助实车道路振动测试验证了仿真结果的准确性。最后,通过两相流仿真分析了阻尼孔倒圆大小、开孔角度、不同单向阀开度对悬架阻尼特性的影响。