礦用自卸車懸架系統(tǒng)設計與優(yōu)化.pdf

1、車輛的懸架系統(tǒng)作為汽車連接車架與車輪之間的重要部件，其主要作用是傳遞來自路面的激勵而產生的力與力矩，緩和汽車行駛過程中由于路面的沖擊引起的振動。懸架結構的設計形式對車輪的定位參數有直接的影響，而彈性和阻尼元件對于整車的舒適性和安全性能也直接相關。因此針對懸架系統(tǒng)的結構參數和彈性、阻尼元件進行優(yōu)化設計的意義十分重大。
　　本文首先介紹了油氣彈簧的工作原理和結構形式，根據單氣室油氣彈簧的物理模型，通過小孔流量方程和氣體狀態(tài)方程來分析油

2、氣彈簧的工作原理，建立了油氣彈簧的非線性剛度特性與非線性阻尼的參數化數學方程。然后在在AMESim和Matlab/Simulink中對油氣彈簧剛度和阻尼特性進行仿真，分析油氣彈簧不同的結構參數對其輸出剛度力和阻尼力的影響，為油氣彈簧與整車性能的匹配提供理論基礎。
　　其次，針對礦用自卸車前雙橫臂油氣懸架，基于虛擬樣機技術對前懸架在 ADAMS/Car中建立模型，并進行平行輪跳的運動學分析。通過在ADAMS/Insight中進行試驗

3、設計，以試驗設計的結果為數據，以車輪的四個定位參數作為目標函數，建立三階的響應面近似模型。把車輪外傾角、車輪前束角、主銷內傾角和主銷后傾角四個目標函數，通過加權的方法簡化為兩個目標函數，應用非支配排序的NSGA-II多目標遺傳算法優(yōu)化目標，得到目標函數的Pareto前沿。優(yōu)化結果表明車輪的定位參數的變化量有一定程度的降低，整車的操控性能有一定程度的提高。
　　最后，在建立的油氣彈簧參數化的數學模型的基礎上，在Simulink中建立

4、八自由度的整車物理模型，仿真分析車輛駕駛室座椅垂直加速度、車身俯仰和車身側傾角。通過各個工況下仿真的數據與實際礦用自卸車各個工況下的數據對比，驗證模型仿真的準確性。然后以車輛座椅垂直加速度、車身俯仰角和車身側傾角為目標函數，以油氣懸架結構參數為設計變量，以前后懸架的動行程和輪胎的相對動載荷為約束條件，進行多目標的參數優(yōu)化。優(yōu)化結果表明，在保證約束條件的基礎上，礦用自卸車的座椅垂直加速度降低16.8％，車身的側傾角降低8.6%，車身的俯仰