基于道路友好性的公路重型貨車(chē)懸架系統(tǒng)多領(lǐng)域協(xié)同優(yōu)化與控制研究.pdf

1、隨著公路交通的迅猛發(fā)展和重型貨車(chē)的普及，我國(guó)高等級(jí)公路的養(yǎng)護(hù)、維修費(fèi)用逐年增加，基于道路友好性的公路重型貨車(chē)懸架系統(tǒng)優(yōu)化成為車(chē)輛設(shè)計(jì)、運(yùn)用和道路運(yùn)管部門(mén)共同關(guān)注的焦點(diǎn)問(wèn)題。本文以公路重型貨車(chē)的懸架系統(tǒng)為研究對(duì)象，分別運(yùn)用傳統(tǒng)的數(shù)值分析方法、虛擬樣機(jī)技術(shù)對(duì)車(chē)輛的道路友好性、平順性進(jìn)行聯(lián)合優(yōu)化；在分析虛擬樣機(jī)模型優(yōu)越性并對(duì)其進(jìn)行校驗(yàn)的同時(shí)，基于正交試驗(yàn)選擇使車(chē)輛綜合行駛性能（道路友好性、平順性）最優(yōu)的懸架半主動(dòng)、主動(dòng)改進(jìn)天棚控制參數(shù)，并采用

2、層狀彈性體系理論和有限元技術(shù)分析、比較了動(dòng)載荷優(yōu)化前后半剛性瀝青路面的響應(yīng)和疲勞破壞壽命。論文所提出的車(chē)輛懸架系統(tǒng)的道路友好性、平順性?xún)?yōu)化的研究方法和建議，在規(guī)范和指導(dǎo)車(chē)輛的設(shè)計(jì)和使用、促進(jìn)車(chē)輛--道路聯(lián)合設(shè)計(jì)、減少道路破壞損失和維修費(fèi)用、提高公路運(yùn)輸效率方面具有重要的實(shí)際意義。
　　 論文基于數(shù)值分析方法，分別建立二自由度四分之一、十自由度整車(chē)及路面激勵(lì)的數(shù)學(xué)模型，進(jìn)而將MATLAB程序與Simulink結(jié)合，進(jìn)行相應(yīng)的動(dòng)力學(xué)

3、建模。在分析仿真結(jié)果的正確性并初步改善十自由度整車(chē)模型的道路友好性、平順性后，深入探討了低自由度車(chē)輛模型的優(yōu)點(diǎn)和局限。該方法為高精度車(chē)輛虛擬樣機(jī)動(dòng)力學(xué)分析提供了可靠的理論依據(jù)。
　　 在多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)理論基礎(chǔ)上，考慮懸架系統(tǒng)的柔性體特性，構(gòu)建了多自由度的多軸重型貨車(chē)虛擬樣機(jī)模型；并采用線性濾波法，通過(guò)MATLAB/Simulink和ADAMS/Car中Road Builder模塊的耦合，建立了有效反應(yīng)道路不平度特征的三維路面模型

4、。基于虛擬樣機(jī)的車(chē)--路系統(tǒng)建模方法能較為全面地反映車(chē)輛的幾何特征和質(zhì)量參數(shù)，對(duì)于車(chē)輛行駛性能的優(yōu)化研究具有普適性。
　　 在探討虛擬樣機(jī)模型校驗(yàn)準(zhǔn)則的基礎(chǔ)上，分析平順性相關(guān)實(shí)驗(yàn)研究的測(cè)試條件，制訂出虛擬樣機(jī)模型校驗(yàn)的具體方法；采用與實(shí)車(chē)實(shí)驗(yàn)相同的邊界條件作為輸入數(shù)據(jù)，驗(yàn)證了車(chē)輛--路而系統(tǒng)虛擬樣機(jī)動(dòng)力學(xué)模型的精確性，為多軸重型貨車(chē)的道路友好性、平順性?xún)?yōu)化奠定基礎(chǔ)。
　　 分析懸架系統(tǒng)各控制策略的優(yōu)缺點(diǎn)，選擇了適用于多軸

5、重型貨車(chē)懸架系統(tǒng)的改進(jìn)天棚控制策略；基于ADAMS/MATLAB聯(lián)合仿真對(duì)四軸重型貨車(chē)虛擬樣機(jī)轉(zhuǎn)向軸、驅(qū)動(dòng)軸懸架系統(tǒng)進(jìn)行半主動(dòng)、主動(dòng)改進(jìn)天棚控制；基于正交試驗(yàn)對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行分析，選擇出使車(chē)輛道路友好性、平順性綜合最優(yōu)的控制參數(shù)。該控制策略可有效改善多軸重型貨車(chē)的道路友好性、平順性，且對(duì)于路面等級(jí)的變化具有良好的魯棒性。
　　 依據(jù)半剛性基層瀝青路面的粘彈性特點(diǎn)，在綜合考慮輪胎隨機(jī)載荷動(dòng)態(tài)性、移動(dòng)性的基礎(chǔ)上，對(duì)鋼板懸架貨車(chē)、半主動(dòng)