收費亭安全防護系統(tǒng)緩沖座椅設計與研究.pdf

1、隨著高速公路建設的快速發(fā)展,高速公路收費站的數(shù)量不斷增多,對于高速公路收費亭內(nèi)部工作人員的安全保護,也越來越受到重視。緩沖座椅系統(tǒng)對收費亭防護系統(tǒng)內(nèi)部乘員的安全防護,起著至關重要的作用。
　　本課題的目標是研究一種具有基于六自由度平臺減振原理設計的懸架結(jié)構的安全緩沖座椅。當收費亭發(fā)生碰撞事故時,振動能量通過收費亭地板傳遞至緩沖座椅,緩沖座椅懸架系統(tǒng)中的彈性元件吸收存儲能量,延緩碰撞能量向椅面的傳遞,同時懸架系統(tǒng)中的阻尼元件消耗能量

2、,降低椅面的運動劇烈程度,從而起到減振緩沖作用,實現(xiàn)對乘員的保護。
　　首先,建立乘員座椅懸架系統(tǒng)的一般力學模型與數(shù)學模型,通過對懸架系統(tǒng)慣性矩陣、剛度矩陣與阻尼矩陣的推導與計算,得到乘員座椅懸架系統(tǒng)的運動微分方程。
　　然后根據(jù)緩沖座椅的性能要求與技術指標,在結(jié)構合理性,固有頻率耦合度以及六方向減振效果仿真等方面,對選定的三種六自由度平臺進行綜合分析和對比,選定合適的緩沖座椅懸架結(jié)構類型與布置形式。
　　根據(jù)人體的敏

3、感頻率范圍和收費亭整體的固有頻率,對優(yōu)選的懸架進行參數(shù)優(yōu)化設計,包括幾何尺寸參數(shù)、彈性元件的剛度系數(shù)和阻尼元件的阻尼系數(shù),使懸架的六個固有頻率既避開收費亭整體的固有頻率,又遠離人體各方向的敏感頻率范圍。
　　在對緩沖座椅懸架系統(tǒng)理論研究的基礎上,設計緩沖座椅總體結(jié)構。重點對減振裝置、轉(zhuǎn)動鏈接裝置和水平輔助平臺裝置進行了設計與選擇。利用有限元方法首先對座椅進行靜力學分析,以檢驗設計結(jié)構的輕度要求;并計算出對人體產(chǎn)生最大影響的危險沖擊