履带车辆叶片式能量回收减振器性能研究

摘要

传统减振器将由路面传递到悬挂系统的振动能量转化为热能耗散到空气中，本文研究的叶片式能量回收减振器可以将这部分振动能量转化为电能加以回收利用。叶片式能量回收减振器作为履带车辆悬挂系统的重要部件，其首要作用是作为阻尼元件加速履带车辆车体振动的衰减，保证车辆的行驶平顺性；同时作为能量回收装置，在保证其减振性能的基础上尽可能多地回收振动能量，提高能量回收的效率。
　　首先，本文分析了主要参数对减振器系统内特性的影响，并分别在高频小振幅和低频大振幅激励下，对比分析了叶片式能量回收减振器与传统减振器的阻尼特性的差异。仿真结果表明：低频激励下，二者工作腔压力和阻尼特性均差异不大；高频激励下，叶片式能量回收减振器的工作腔压力出现不规律的波动，且其呈现出自身特有的阻尼特性。
　　其次，给予叶片式能量回收减振器两种正弦激励，得到了不同稳定电流值下的发电机功率输出情况。结果证明，随着稳定电流值的增大，发电机输出功率增大，但稳定性变差。叶片式能量回收减振器能量回收潜力极大，在履带车辆上具有巨大的实用价值。
　　再次，建立悬挂两自由度振动系统仿真模型，在时域和频域范围内对比仿真了叶片式能量回收悬挂与传统悬挂的性能差异。从仿真结果可以看出，各个性能评价指标相差不大，能量回收悬挂在车辆平顺性和减振器可靠性方面比传统悬挂稍差，在行驶安全性方面与传统悬挂相当，能量回收悬挂基本上能够达到传统悬挂的性能需求。
　　最后，在Simulink软件环境中建立了履带车辆半车八自由度振动仿真模型，在不同车速下对能量回收车辆和传统车辆进行了随机路面输入平顺性试验。通过对各个性能评价指标均方根值的数据分析，能量回收车辆与传统车辆的平顺性相当，甚至在负重轮行程和动变形量方面优于传统车辆。

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第1章 绪论

1.1 论文研究的背景和意义

1.2 能量回收悬架国内外研究现状

1.3 履带车辆悬挂系统研究概况

1.4 本文研究内容

第2章 叶片式能量回收减振器仿真分析

2.1 叶片式减振器的基本原理

2.2 叶片式能量回收减振器仿真模型

2.3 影响因素分析

2.4 对比分析

2.5 本章小结

第3章 叶片式能量回收减振器馈能特性研究

3.1 发电特性

3.2 仿真分析

3.3 本章小结

第4章 叶片式能量回收悬挂系统性能分析

4.1 履带车辆悬挂系统动力学模型

4.2 路面模型的建立

4.3 性能评价指标

4.4 悬挂两自由度振动系统仿真模型的建立

4.5 阻尼比的影响

4.6 悬挂性能对比

4.7 本章小结

第5章 履带车辆平顺性仿真研究

5.1 半车八自由度模型的建立

5.2 仿真试验

5.3 均方根值分析

5.4 本章小结

第6章 总结与展望

6.1 全文总结

6.2 研究展望

致谢

参考文献