礦用自卸車懸架系統(tǒng)設(shè)計(jì)與優(yōu)化.pdf

1、車輛的懸架系統(tǒng)作為汽車連接車架與車輪之間的重要部件，其主要作用是傳遞來(lái)自路面的激勵(lì)而產(chǎn)生的力與力矩，緩和汽車行駛過(guò)程中由于路面的沖擊引起的振動(dòng)。懸架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)形式對(duì)車輪的定位參數(shù)有直接的影響，而彈性和阻尼元件對(duì)于整車的舒適性和安全性能也直接相關(guān)。因此針對(duì)懸架系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)參數(shù)和彈性、阻尼元件進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)的意義十分重大。
　　本文首先介紹了油氣彈簧的工作原理和結(jié)構(gòu)形式，根據(jù)單氣室油氣彈簧的物理模型，通過(guò)小孔流量方程和氣體狀態(tài)方程來(lái)分析油

2、氣彈簧的工作原理，建立了油氣彈簧的非線性剛度特性與非線性阻尼的參數(shù)化數(shù)學(xué)方程。然后在在AMESim和Matlab/Simulink中對(duì)油氣彈簧剛度和阻尼特性進(jìn)行仿真，分析油氣彈簧不同的結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)其輸出剛度力和阻尼力的影響，為油氣彈簧與整車性能的匹配提供理論基礎(chǔ)。
　　其次，針對(duì)礦用自卸車前雙橫臂油氣懸架，基于虛擬樣機(jī)技術(shù)對(duì)前懸架在 ADAMS/Car中建立模型，并進(jìn)行平行輪跳的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析。通過(guò)在ADAMS/Insight中進(jìn)行試驗(yàn)

3、設(shè)計(jì)，以試驗(yàn)設(shè)計(jì)的結(jié)果為數(shù)據(jù)，以車輪的四個(gè)定位參數(shù)作為目標(biāo)函數(shù)，建立三階的響應(yīng)面近似模型。把車輪外傾角、車輪前束角、主銷內(nèi)傾角和主銷后傾角四個(gè)目標(biāo)函數(shù)，通過(guò)加權(quán)的方法簡(jiǎn)化為兩個(gè)目標(biāo)函數(shù)，應(yīng)用非支配排序的NSGA-II多目標(biāo)遺傳算法優(yōu)化目標(biāo)，得到目標(biāo)函數(shù)的Pareto前沿。優(yōu)化結(jié)果表明車輪的定位參數(shù)的變化量有一定程度的降低，整車的操控性能有一定程度的提高。
　　最后，在建立的油氣彈簧參數(shù)化的數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上，在Simulink中建立

4、八自由度的整車物理模型，仿真分析車輛駕駛室座椅垂直加速度、車身俯仰和車身側(cè)傾角。通過(guò)各個(gè)工況下仿真的數(shù)據(jù)與實(shí)際礦用自卸車各個(gè)工況下的數(shù)據(jù)對(duì)比，驗(yàn)證模型仿真的準(zhǔn)確性。然后以車輛座椅垂直加速度、車身俯仰角和車身側(cè)傾角為目標(biāo)函數(shù)，以油氣懸架結(jié)構(gòu)參數(shù)為設(shè)計(jì)變量，以前后懸架的動(dòng)行程和輪胎的相對(duì)動(dòng)載荷為約束條件，進(jìn)行多目標(biāo)的參數(shù)優(yōu)化。優(yōu)化結(jié)果表明，在保證約束條件的基礎(chǔ)上，礦用自卸車的座椅垂直加速度降低16.8％，車身的側(cè)傾角降低8.6%，車身的俯仰