基于振動舒適性的山地自行車后懸架系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計.pdf

1、本研究圍繞實現(xiàn)山地自行車后懸架系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計的三個要素，建立了人-車系統(tǒng)模型，制定了反映后懸架性能的評價指標，探討了實現(xiàn)山地車后懸架優(yōu)化設(shè)計的有效方法。主要內(nèi)容如下： ⑴較為全面地分析了山地自行車后懸架主要類型，將其歸納為單鉸搖臂結(jié)構(gòu)、搖臂驅(qū)動式四桿機構(gòu)和連桿驅(qū)動式四桿機構(gòu)三類，并以后懸架的力比曲線為核心，研究和比較了不同后懸架的特性，得出連桿驅(qū)動式后懸架具有較小剛度的結(jié)論。通過分析找出了影響后懸架系統(tǒng)性能的設(shè)計參數(shù)，并以這些參數(shù)

2、為設(shè)計變量，以實際結(jié)構(gòu)空間限制為約束條件，以設(shè)定的力比曲線為優(yōu)化目標，通過典型實例優(yōu)化了后懸架系統(tǒng)設(shè)計參數(shù)。 ⑵借鑒國際標準ISO2631-1中人體承受全身振動時舒適性評價方法，建立了山地車騎行者受振模型，并給出了振動舒適性評價指標。基于該評價指標，進行了山地車車架系統(tǒng)振動實驗，并分析了不同減振器在不同頻率激勵條件下的振動特性，得出了在一定頻率范圍內(nèi)彈簧減振器具有與液壓和氣壓減振器相同的效果。 ⑶以山地車車架系統(tǒng)模型為基

3、礎(chǔ)，建立了將騎行者視為五剛體、考慮四桿機構(gòu)后懸架的人-山地車系統(tǒng)多剛體動力學(xué)模型，并在ADAMS軟件中實現(xiàn)了仿真建模。通過仿真實驗獲得數(shù)據(jù)樣本，采用回歸分析和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法分別建立了后懸架設(shè)計變量與優(yōu)化目標之間關(guān)系的數(shù)學(xué)模型。應(yīng)用該數(shù)學(xué)模型預(yù)測振動舒適性與采用多剛體動力學(xué)模型計算結(jié)果基本吻合，驗證了該模型的正確性。在此基礎(chǔ)上，以振動舒適性為優(yōu)化目標，以減振器剛度和機構(gòu)桿長為設(shè)計變量，以實際結(jié)構(gòu)空間限制為約束條件，采用遺傳算法優(yōu)化了典型樣車

4、后懸架系統(tǒng)的設(shè)計參數(shù)。優(yōu)化結(jié)果表明：在一定條件下，采用人-車系統(tǒng)多剛體動力學(xué)模型優(yōu)化的參數(shù)優(yōu)于基于力比曲線優(yōu)化的結(jié)果。 ⑷分析所建回歸方程表明：在其它參數(shù)不變的條件下，隨著減振器剛度和連架桿長度的增加，振動舒適性變差，而隨著連桿長度的增加振動舒適性得到改善；當減振器剛度不變時，連架桿越長，連桿越短，振動舒適性越好；當連架桿長度一定時，連桿越短，振動舒適性越好，減振器剛度對振動舒適性的影響不大；當連桿長度一定時，連架桿越短，振動舒