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全路面起重机油气悬架系统建模与动力学仿真研究

作　者: 郭建华
导　师: 高秀华
学　校: 吉林大学
专　业: 机械设计及理论
关键词: 全路面起重机油气悬架 MATLAB/Simulink ADAMS 动力学仿真
分类号: TH213
类　型: 硕士论文
年　份: 2005年
下　载: 614次
引　用: 16次
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内容摘要

全路面起重机是一种新型高效的起重设备,要求其油气悬架系统能够适应各种不同工况下的要求,提供良好的操纵稳定性、平顺性等动力学性能。对油气悬架系统的建模和动力学仿真,能够为油气悬架的设计和优化提供快速、可靠的依据,因此,对全路面起重机油气悬架系统进行建模和动力学仿真具有重要意义。本文主要研究了以下几方面的内容。(1)以QAY50 全路面起重机连通式油气悬架为研究对象,根据油气悬架缸的简化物理模型,通过分析推导得到了其非线性数学模型,并应用工程计算软件MATLAB/Simulink 编制了油气悬架缸动态特性仿真程序。(2)通过计算机仿真得到油气悬架缸的动态特性、内部状态参数的变化规律以及各种参数变化对油气悬架缸特性的影响。(3)建立了表示油气悬架阻尼力和弹性力的数学模型,说明油气悬架本质上具有非线性刚度和非线性阻尼特性。仿真研究其结构参数和工作状态参数对油气悬架刚度和阻尼特性的影响。(4)利用第三类悬架系统动力学分析方法,建立了1/2 车辆非线性动力学模型。同时根据路面的功率谱构造出路面不平度时域信号,并以此信号作为路面输入信号,对油气悬架系统乘坐动力学性能进行了MATLAB/Simulink 模型仿真,得到全路面起重机的各项乘坐动力学性能指标,对该车辆的乘坐动力学性能进行了评估。(5)利用ADAMS 机械动力学仿真软件,根据双气室油气悬架缸原理,建立了油气悬架缸虚拟样机仿真模型,并进行了特性仿真。在此基础上,建立了连通式油气悬架车辆在离散路面激励下的虚拟样机模型,并对该模型进行了仿真研究,得到了车辆的侧倾性能指标。以上仿真方法和结果为全路面起重机悬架系统设计开发提供了依据,同时为车辆的转向系统研究提供了悬架系统模型,对全路面起重机乘坐动力学研究具有一定的参考价值。

全文目录

第1章绪论  7-12
  1.1 课题研究的目的和意义  7
  1.2 油气悬架的特点  7-8
  1.3 油气悬架的分类  8-9
  1.4 油气悬架系统国内外研究概况  9-11
    1.4.1 国外的油气悬架研究现状  9-10
    1.4.2 国内的油气悬架研究现状  10-11
  1.5 本文的研究内容  11-12
第2章油气悬架系统的结构与工作原理  12-18
  2.1 概述  12-13
  2.2 全路面汽车起重机及其油气悬架系统  13-18
    2.2.1 全路面起重机简介  13
    2.2.2 油气悬架系统安装结构  13-15
    2.2.3 油气悬架电液控制系统原理  15-16
    2.2.4 双气室油气悬架工作原理  16-18
第3章油气悬架缸数学模型建立与仿真  18-32
  3.1 数学模型简化条件  18
  3.2 气体状态方程的选择  18-21
  3.3 油气悬架缸数学模型  21-24
  3.4 有关参数的确定  24-26
  3.5 蓄能器温度的确定  26-29
  3.6 程序计算流程  29-32
第4章油气悬架缸特性仿真分析  32-42
  4.1 仿真参数的选择  32-33
  4.2 油气悬架缸仿真结果  33-36
  4.3 蓄能器温度仿真结果  36-38
  4.4 油气悬架系统参数变化对系统性能的影响  38-42
第5章油气悬架刚度特性和阻尼特性分析  42-50
  5.1 概述  42
  5.2 油气悬架系统阻尼特性分析  42-46
    5.2.1 阻尼力和阻尼系数的计算  43-44
    5.2.2 影响系统阻尼特性的参数  44-46
  5.3 油气悬架系统刚度特性  46-50
    5.3.1 弹性力和刚度系数的计算  46-47
    5.3.2 影响系统刚度特性的参数  47-50
第6章起重机悬架系统乘坐动力学仿真分析  50-61
  6.1 概述  50
  6.2 起重机乘坐动力学仿真分析  50-61
    6.2.1 1/2 车辆动力学模型建立  50-53
    6.2.2 路面模型建立和仿真  53-54
    6.2.3 计算机仿真及分析  54-61
第7章利用虚拟样机研究车辆侧倾  61-72
  7.1 虚拟样机技术简介  61-63
  7.2 油气悬架缸虚拟样机模型建立与仿真  63-66
    7.2.1 油气悬架缸虚拟样机模型建立  63-64
    7.2.2 油气悬架缸特性仿真  64-66
  7.3 车辆侧倾特性虚拟样机仿真研究  66-72
    7.3.1 连通式油气悬架侧倾模型建立  66-68
    7.3.2 车辆侧倾虚拟样机仿真模型的建立  68-69
    7.3.3 路面离散激励的车辆虚拟样机模型侧倾特性仿真  69-72
第8章总结  72-74
  8.1 研究工作总结  72-73
  8.2 继续研究方向  73-74
参考文献  74-77
摘要  77-79
ABSTRACT  79-81
致谢  81-82
导师及作者简介  82
  导师简介  82
  作者简介  82

全路面起重机油气悬架系统建模与动力学仿真研究

内容摘要

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