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商用车驾驶室悬置系统综合优化设计的研究

作　者: 周健
导　师: 郭世永
学　校: 青岛理工大学
专　业: 机械工程
关键词: 驾驶室悬置系统平顺性优化设计振动分析
分类号: U463.81
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 7次
引　用: 0次
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内容摘要

随着汽车在经济发展中重要性的日益增加，人们不仅对轿车的平顺性有较高要求，而且对重型商用车平顺性的要求也越来越高。尽管我国的商用车领域总体来说取得了不错的进步，但是与我国轿车发展情况相比还是相对不足，无论是在设计水平上还是在生产工艺上都相对落后。随着用户对商用车乘坐舒适性要求越来越高，提高商用车乘坐的舒适性已是当前厂家十分重视的问题，而驾驶室悬置系统作为整车的重要组成部分，对汽车平顺性有很大的影响。目前国内缺少比较成熟的优化方法，因此对驾驶室悬置系统优化方面的研究具有重要的现实意义。本文论述了国内外对商用车驾驶室悬置系统优化设计研究的概况，探讨了目前国内商用车驾驶室悬置系统舒适性的研究水平与现状。驾驶室悬置系统主要由弹性元件和减振元件组成，它们是连接驾驶室与车架的重要部件，悬置系统除了有支撑驾驶室的功能之外还有减振的作用，并且能够对路面和发动机传来的振动有很好的过滤。在充分了解驾驶室的构造和前人研究成果的基础上提出了运用现代优化设计方法和多刚体动力学理论对驾驶室悬置系统进行优化和分析的方法，并结合车辆振动的相关标准，对驾驶室平顺性进行评价。驾驶室悬置系统结构特点的研究，为对悬置系统的优化打下了基础。根据优化的评价标准对优化参数值进行更改和调试，因此在建立驾驶室模型时要对设计变量参数化处理，本课题首先在ADAMS中建立驾驶室模型，并对模型进行优化。然后用大型数学软件MATLAB编写计算程序并对参数方程进行求解，多学科优化软件ISIGHT作为一个对参数优化的平台，ISIGHT在优化计算时能够自动的调用MATLAB内的数据进行计算，最终得到最优解。本文对优化得到的最优解在ISIGHT中进行初步的分析，再用ADAMS对优化前后的模型分别做振动分析。分析结果显示，通过ISIGHT优化后的驾驶室模型在平顺性上有了很大的提高。

全文目录

目录  6-8
摘要  8-9
Abstract  9-11
第1章绪论  11-16
  1.1 课题研究的背景  11-12
  1.2 国内外研究现状  12-14
  1.3 本文研究的主要内容  14-15
  1.4 本章小结  15-16
第2章商用车驾驶室悬置系统介绍  16-24
  2.1 驾驶室悬置系统的分类  16-17
  2.2 驾驶室悬置系统主要功能  17
  2.3 常用悬置元件的介绍  17-21
    2.3.1 螺旋弹簧悬置  18
    2.3.2 空气弹簧悬置  18-20
    2.3.3 橡胶复合型弹簧  20
    2.3.4 液压悬置  20-21
  2.4 悬置结构分析  21-22
    2.4.1 刚性限位结构  21-22
    2.4.2 柔性限位结构  22
  2.5 本章小结  22-24
第3章驾驶室悬置系统研究理论的应用  24-32
  3.1 多体系统动力学  24-26
    3.1.1 自由多刚体系统  24-25
    3.1.2 约束多刚体系统  25-26
  3.2 汽车平顺性的研究  26-30
    3.2.1 汽车平顺性及其影响因素  26-27
    3.2.2 评价平顺性的标准  27-30
  3.3 相关软件介绍  30-31
    3.3.1 ADAMS 的介绍  30-31
    3.3.2 MATLAB 的介绍  31
    3.3.3 ISIGHT 的介绍  31
  3.4 本章小结  31-32
第4章本课题驾驶室悬置系统的优化方法  32-43
  4.1 优化设计流程的确定  32-33
  4.2 ADAMS 建模的建立  33-40
    4.2.1 ADAMS 的建模方法  33
    4.2.2 驾驶室悬置系统多刚体模型建立  33-35
    4.2.3 模型的仿真验证  35-36
    4.2.4 ADAMS 算法简介  36-37
    4.2.5 设计变量、优化目标及约束条件的确定  37-38
    4.2.6 ADAMS 多刚体系统动力学方程简介  38-40
  4.3 悬置系统优化算法的特征  40-41
  4.4 ISIGHT 核心功能—智能设计优化算法库  41-42
  4.5 本章小结  42-43
第5章对某车型的驾驶室悬置系统分析  43-55
  5.1 驾驶室模型的建立  43-46
    5.1.1 模型的参数  43-44
    5.1.2 驾驶室模型的建立  44-45
    5.1.3 模型的验证  45-46
  5.2 路面激励信号的生成  46-51
  5.3 原方案的模态分析  51-54
  5.4 本章小结  54-55
第6章驾驶室悬置系统的优化  55-68
  6.1 建立 ADAMS 优化模型  55-58
    6.1.1 ADAMS 的优化结果  57-58
  6.2 建立 ISIGHT 优化模型  58-60
  6.3 优化过程分析  60-63
    6.3.1 参数的影响度分析  60-61
    6.3.2 参数的优化  61-63
  6.4 ADAMS 对优化后模型的振动分析  63-67
    6.4.1 频域分析  63-67
    6.4.2 优化前后模型重心位置变化  67
  6.5 本章小结  67-68
第7章总结与展望  68-70
  7.1 全文总结  68-69
  7.2 论文展望  69-70
参考文献  70-73
攻读硕士学位期间发表的学术论文及科研工作  73-74
致谢  74

商用车驾驶室悬置系统综合优化设计的研究

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