某商用车驾驶室空气悬置及整车性能分析

摘要

进入21世纪，我国重型商用车迅速发展，除了动力性、经济性、操纵稳定性等等，用户对车辆的平顺性要求也逐步提高。改善商用车驾驶室悬置系统是提高车辆平顺性的有效途径之一，对商用车驾驶室悬置系统的设计研究具有重要意义。
　　 本文以某款商用车为研究对象，在研究驾驶室空气悬置系统及空气弹簧元件的弹性特性的基础上，为该商用车选择驾驶室空气悬置。文中采用了现代计算机仿真技术，即联合运用有限元法和动力学仿真技术的方法，为商用车驾驶室空气悬置前期的开发设计提供了一种现代化的手段。
　　 空气弹簧的弹性特性，是影响整车平顺性的关键因素之一。本文通过有限元计算来解决这个问题。但是空气弹簧涉及材料非线性、几何非线性和接触非线性，计算较难收敛，结构复杂，因此本文采用了目前广泛使用的专业处理非线性问题的有限元软件——Msc.Marc来分析空气弹簧。在软件中建立了空气弹簧的1/2有限元模型，利用此模型求出了空气弹簧的载荷—位移曲线，并且分析了静态接触工况下充气压力对垂向承载力、刚度的影响。然后根据分析结果，以驾驶室不同载荷工况下的承载力为条件，为商用车驾驶室悬置选择合适的空气弹簧。
　　 以某商用车的基础数据和使用有限元分析得到的空气弹簧的弹性特性为依托，基于ADAMS/View软件，并结合汽车理论知识和空间机构运动学的知识，构建整车虚拟样机模型，其中包括车架、主悬架系统、转向系统、动力总成及其悬置系统、驾驶室及其悬置系统和轮胎路面系统等子系统。根据现行的整车行驶平顺性试验标准的要求，以随机路面谱作为系统输入，驾驶员座椅处加权加速度均方根值作为评价指标，验证所选择的空气悬置能有效的改善整车的行驶平顺性。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章 绪论

1.1研究背景及意义

1.2技术现状分析

1.2.1驾驶室悬置系统的发展概况

1.2.2虚拟样机技术在车辆动力学上的应用概况

1.3本文研究的主要内容

第2章 商用车驾驶室悬置系统结构简介

2.1驾驶室悬置的定义、组成及功能

2.2驾驶室常用悬置弹性元件

2.2.1橡胶软垫

2.2.2钢板弹簧

2.2.3螺旋弹簧

2.2.4空气弹簧

2.2.5液压悬置

2.3空气弹簧简介

2.3.1空气弹簧的工作原理

2.3.2空气弹簧的结构和分类

2.3.3空气弹簧的刚度特性

2.3.5驾驶室悬置频率特性

2.4本章小结

第3章 空气弹簧的弹性特性分析

3.1驾驶室载荷分布

3.2空气弹簧的有限元分析

3.2.1空气弹簧的基本结构形式

3.2.2空气弹簧有限元模型的建立

3.3空气弹簧垂向刚度特性的分析

3.3.1影响空气弹簧刚度的主要因素

3.3.2空气弹簧弹性特性分析

3.4空气弹簧的选择

3.4.1承载力要求

3.4.2不同载荷工况下固有频率的要求

3.5本章小结

第4章 整车虚拟样机模型的建立

4.1模型参数的获得

4.1.1运动学参数

4.1.2质量特性参数

4.1.3力学特性参数

4.1.4外界参数

4.2整车动力学模型建立

4.2.1设置主参考系

4.2.2悬架系统

4.2.3转向系模型的建立

4.2.4动力总成系统模型的建立

4.2.5车架、货箱、驾驶室模型的建立

4.2.6驾驶室悬置系统模型的建立

4.2.7轮胎模型的建立

4.2.8激振试验台简化

4.3模型的自由度和静平衡

4.3.1自由度验证

4.3.2静平衡验证

4.4 ADAMS样机中的参数化建模

4.5本章小结

第5章 整车虚拟样机模型的平顺性仿真

5.1路面输入模型

5.2车辆的平顺性分析

5.2.1人体对振动的反应

5.2.2平顺性的评价指标

5.2.3行驶平顺性仿真结果

5.3本章小结

总结与展望

1本文工作总结

2今后工作展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文