基于兩相流的礦用自卸車新型懸架系統(tǒng)設(shè)計.pdf

1、隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展，礦用自卸車越來越廣泛地應(yīng)用于大型露天礦山中，但礦用自卸車工作環(huán)境惡劣、載重量大，行駛平順性和操縱穩(wěn)定性差。懸架傳遞著車架與車輪之間的一切力和力矩，直接影響車輛的平順性和操縱穩(wěn)定性，因此對礦用自卸車懸架系統(tǒng)進行新結(jié)構(gòu)設(shè)計，具有重要的經(jīng)濟效益和工程應(yīng)用價值。懸架系統(tǒng)一般由導(dǎo)向機構(gòu)、彈性元件和減振器組成，懸架系統(tǒng)的性能可以通過導(dǎo)向機構(gòu)的運動學(xué)特性和彈性元件、減振器的動力學(xué)特性來評價。礦用自卸車行駛道路惡劣，產(chǎn)生車輛跑偏、輪

2、胎異常磨損等運動學(xué)問題，因此需要對決定運動學(xué)性能的導(dǎo)向機構(gòu)進行設(shè)計。礦用自卸車上廣泛使用集彈性元件和減振器于一體的油氣彈簧，但目前對油氣彈簧內(nèi)部氣液接觸的相互作用研究較少，難以準(zhǔn)確描述油氣彈簧的力學(xué)特性，本文利用氣液兩相流模型，對油氣彈簧內(nèi)部流場進行了數(shù)值計算，并從礦用自卸車平順性出發(fā)，設(shè)計了油氣彈簧的閥系結(jié)構(gòu)。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴論述了懸架運動學(xué)特性，對原有導(dǎo)向機構(gòu)進行分析研究，得出造成礦用自卸車跑偏、輪胎磨損以及 A型

3、架開裂的原因，并設(shè)計得到了滿足懸架運動學(xué)要求的雙橫臂式懸架，為后續(xù)油氣彈簧結(jié)構(gòu)設(shè)計提供了系統(tǒng)基礎(chǔ)。⑵建立了考慮高壓高阻的油氣彈簧半經(jīng)驗公式。礦用自卸車載重大，油氣彈簧中油氣接觸且壓強可達幾十兆帕，考慮氣體溶解的同時，利用實際氣體狀態(tài)方程進行非線性彈性力半經(jīng)驗公式建模；油氣彈簧流道復(fù)雜，建立了考慮起始段阻力和局部阻力的非線性阻尼力半經(jīng)驗公式；并通過試驗驗證了半經(jīng)驗公式的準(zhǔn)確性，為后續(xù)油氣彈簧力學(xué)特性的分析優(yōu)化奠定了理論基礎(chǔ)。⑶研究優(yōu)化得出

4、基于平順性的油氣彈簧非線性力學(xué)特性。根據(jù)礦用自卸車空滿載載荷變化大的特點，以偏頻一致為要求，設(shè)計出跟隨載荷變化的非線性剛度特性；再以偏頻值和壓縮與拉伸階段的阻尼力多項式系數(shù)為優(yōu)化變量，對整車平順性進行優(yōu)化，得出基于整車平順性的非線性力學(xué)特性，為油氣彈簧內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計提供依據(jù)。⑷為了使油氣彈簧與礦用自卸車良好匹配，充分發(fā)揮非線性力學(xué)特性，需要對油氣彈簧閥系結(jié)構(gòu)進行設(shè)計。利用Fluent流場分析軟件，通過兩相流、動網(wǎng)格、UDF的運用對油氣彈簧