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煤矿井下无轨胶轮车油气悬架动态特性仿真与优化

作　者: 江帅
导　师: 韩振南；樊运平
学　校: 太原理工大学
专　业: 车辆工程
关键词: 无轨胶轮车油气悬架仿真平顺性优化
分类号: TD525
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 177次
引　用: 2次
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内容摘要

无轨胶轮车具有灵活、机动、安全、高效、应用范围广等特点,是输送材料、设备及人员的一种先进辅助运输车辆,在煤矿井下得到了广泛的应用和推广。鉴于井下的复杂路况,无轨胶轮车对悬架系统的性能要求比较高。油气悬架系统,由于其优越的非线性弹性特性和良好的减振性能,能够较好地满足矿山工程车辆的要求。开展对油气悬架系统的研究,对提高无轨胶轮车的整体性能具有重要的意义。本文以WC5型无轨防爆胶轮车用油气悬架为研究对象,主要做了以下几个方面的研究：(1)结合无轨胶轮车油气悬架的特点与应用及其在国内外的发展现状,介绍了无轨胶轮车油气悬架的结构形式和工作原理,建立了油气悬架的物理模型和数学模型,对油气悬架系统特性进行了仿真分析,总结了相关参数对油气悬架的位移特性和速度特性的影响。(2)建立了油气悬架的刚度特性和阻尼特性的数学模型,分析了油气悬架的非线性刚度特性和非线性阻尼特性,研究了油气悬架的结构参数和工作参数对刚度和阻尼特性的影响。(3)建立了两自由度四分之一车辆油气悬架的物理模型和数学模型,在此基础上利用ADAMS/VIEW建立的两自由度四分之一车辆油气悬架的虚拟样机模型和MATLAB/SIMULINK软件生成的随机路面模型进行了车辆的平顺性仿真分析,并把仿真结果与车辆平顺性评价指标进行了对比。(4)通过对两自由度四分之一车辆油气悬架振动模型进行的结构参数的试验设计分析,选取了对车辆行驶平顺性影响较大的试验变量进行油气悬架结构参数的优化设计,使油气悬架的车辆行驶平顺性比优化前有了明显改善。本文对无轨胶轮车油气悬架进行了动力学仿真分析与优化设计,为油气悬架的设计研发提供了理论参考。整个研究工作都以计算机虚拟设计、仿真分析为主,对于汽车产品研发过程中缩短研发周期、降低研发成本和提高产品质量都有一定的现实意义。

全文目录

摘要  3-5
ABSTRACT  5-11
第1章绪论  11-19
  1.1 选题的目的和意义  11
  1.2 无轨胶轮车综述  11-14
    1.2.1 无轨胶轮车的特点与应用  11-12
    1.2.2 无轨胶轮车的发展现状  12-14
  1.3 油气悬架综述  14-17
    1.3.1 油气悬架的特点与应用  14-16
    1.3.2 油气悬架的发展现状  16-17
  1.4 课题研究的主要内容  17-19
第2章油气悬架的建模与仿真分析  19-39
  2.1 概述  19
  2.2 油气悬架的结构形式和工作原理  19-22
    2.2.1 油气悬架的结构形式  19-21
    2.2.2 油气悬架的工作原理  21-22
  2.3 油气悬架的物理模型和数学模型  22-23
    2.3.1 油气悬架的物理模型  22
    2.3.2 油气悬架的数学模型  22-23
  2.4 油气悬架模型的参数分析  23-27
    2.4.1 阻尼孔流量系数的确定  23-25
    2.4.2 单向阀流量压力差特性的确定  25-26
    2.4.3 油液弹性模量的确定  26
    2.4.4 蓄能器及其气体多变指数的确定  26-27
  2.5 油气悬架的仿真分析  27-36
    2.5.1 仿真模型的建立  27-28
    2.5.2 仿真参数的选择  28-29
    2.5.3 仿真结果  29-32
    2.5.4 油气悬架的参数变化对悬架特性的影响  32-36
  2.6 本章小结  36-39
第3章油气悬架的刚度特性和阻尼特性分析  39-49
  3.1 概述  39
  3.2 油气悬架的刚度特性分析  39-43
    3.2.1 建立刚度特性的数学模型  39-40
    3.2.2 刚度特性分析  40-41
    3.2.3 油气悬架的参数变化对刚度特性的影响  41-43
  3.3 油气悬架的阻尼特性分析  43-48
    3.3.1 建立阻尼特性的数学模型  44-45
    3.3.2 阻尼特性分析  45-46
    3.3.3 油气悬架的参数变化对阻尼特性的影响  46-48
  3.4 本章小结  48-49
第4章油气悬架车辆平顺性动力学模型的建立  49-57
  4.1 概述  49
  4.2 四分之一车辆振动的物理模型和数学模型  49-51
  4.3 四分之一车辆虚拟样机模型的建立  51-53
    4.3.1 四分之一车辆虚拟样机模型  51-52
    4.3.2 仿真参数的确定  52-53
  4.4 路面模型  53-56
    4.4.1 路面不平度的功率谱  53-55
    4.4.2 路面激励的计算机仿真  55-56
  4.5 本章小结  56-57
第5章油气悬架车辆平顺性仿真分析  57-71
  5.1 概述  57
  5.2 人体对振动的反应  57
  5.3 车辆平顺性的评价方法  57-62
    5.3.1 IS02631评价方法  58
    5.3.2 IS02631-1:1997(E)评价方法  58-61
    5.3.3 车辆平顺性评价指标  61-62
  5.4 车辆平顺性仿真分析  62-69
  5.5 本章小结  69-71
第6章油气悬架的优化分析  71-75
  6.1 概述  71
  6.2 油气悬架结构参数的优化分析  71-74
    6.2.1 油气悬架的参数化  71-72
    6.2.2 油气悬架的试验设计  72-73
    6.2.3 油气悬架的优化分析  73-74
  6.3 本章小结  74-75
第7章全文总结  75-77
  7.1 全文研究工作总结  75-76
  7.2 继续研究方向  76-77
参考文献  77-81
致谢  81-83
攻读学位期间发表学术论文情况  83

煤矿井下无轨胶轮车油气悬架动态特性仿真与优化

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