精密仪器设备半挂运输车悬置系统设计及参数匹配优化研究

摘要

精密仪器半挂运输车是用来运输抗振能力比较弱的精密仪器设备的车辆，在运输过程中，货物对车辆的平顺性有很高的要求。本文首先研究了国内外关于半挂运输车的研究现状，详细分析了国内外对于提高半挂车平顺性普遍存在的研究方法，在充分了解半挂运输车平顺性研究方法和运输要求的基础上，确立了课题研究的目的、意义和总体研究方案。
　　 随后对整车的动力学模型进行了研究，在分析了半挂车结构特点的基础上，根据精密仪器半挂车的运输要求，确立了新型的牵引悬置方案，并建立了基于整车的动力学仿真分析模型，推导了整车动力学模型的振动方程，同时分析了平顺性计算方法。
　　 为了便于调整设计参数，获得较好的悬置匹配参数方案，对整车的参数化建模进行了研究。首先介绍了主要部件的简化建模方法，然后面向主要力学参数、几何参数和物理参数，建立了整车参数化仿真模型，并通过平顺性仿真，得到了悬置参数的最佳参数匹配方案，提高了半挂车的运输平顺性。所建立的参数化模型，也为同类车辆的仿真提供了可利用的模型，所得到的匹配参数，为后续牵引悬置装置的设计提供了整体参数。
　　 在此基础上，进行了新型牵引悬置装置的设计开发研究。文中分析了牵引悬置装置的设计要求，对各种牵引悬置装置的布置方案进行了力学分析，确定了最终的悬置装置的布置方案。在综合考虑柔性限位的前提下，提出了新型牵引悬置装置的基本原理，然后对其进行了原型设计，提出了两种原型设计方案，并针对新型的牵引悬置装置，分析了柔性限位拉杆所需要的理想工作刚度曲线，提出了一种新的柔性限位拉杆原型设计。
　　 最后，根据提出的原型设计和实车的设计要求，进行了新型牵引悬置装置和车架结构设计，给出了主要设计参数，并建立了新型牵引悬置装置的有限元分析模型，论述了模型简化、边界条件和载荷的处理方法。结果分析表明，所设计的新型牵引悬置装置主要部件结构满足要求。
　　 本课题所提出和设计的牵引悬置装置结构新颖，申请了专利，并得到授权，具有良好的开发应用价值。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题研究的背景

1．2 国内外研究概况

1．2．1 国外研究概况

1．2．2 国内发展概况

1．3 课题研究目的和意义

1．3．1 课题研究目的

1．3．2 研究意义

1．4 研究内容和总体研究方案

1．4．1 研究内容

1．4．2 总体研究方案的确定

第2章 整车动力学模型的研究

2．1 半挂汽车列车结构特点分析

2．1．1 半挂车的结构特点

2．1．2 影响半挂车平顺性的主要因素

2．2 牵引悬置方案的确定

2．2．1 货箱二级悬置

2．2．2 牵引悬置机构

2．3 整车动力学模型的确立

2．3．1 整车动力学模型的简化

2．3．2 振动方程的推导

2．4 平顺性计算方法

第3章 整车参数化建模及平顺性仿真分析

3．1 主要部件的建模

3．2 整车参数化模型的确立

3．3 平顺性仿真分析

3．3．1 产生随机路面输入

3．3．2 模型仿真对比分析

3．4 整车悬置参数匹配设计

第4章 新型牵引悬置装置原理及原型设计

4．1 牵引悬置机构设计要求

4．2 牵引悬置机构受力分析

4．3 新型牵引悬置装置原理设计

4．3．1 新型牵引悬置装置结构及限位原理设计

4．3．2 柔性限位装置力学分析

4．4 一种柔性限位拉杆原型设计

4．5 牵引悬置机构原型设计

第5章 半挂车牵引悬置装置及车架结构设计

5．1 油气弹簧参数的确定

5．1．1 油气弹簧的分类

5．1．2 油气弹簧参数计算

5．2 柔性限位拉杆参数的选择

5．3 牵引悬置机装置总成设计

第6章 牵引悬置装置有限元计算分析

6．1 几何模型的确立

6．1．1 软件平台的选择

6．1．2 几何模型的简化

6．2 边界及约束关系的处理

6．3 网格划分及载荷的施加

6．4 计算结果分析

第7章 总结与展望

7．1 全文总结

7．2 研究展望

参考文献

研究生期间的科研成果

致谢