粘彈性懸架阻尼系統(tǒng)建模與參數(shù)動態(tài)優(yōu)化.pdf

1、由于大多數(shù)工程車輛在“非路面”上行駛作業(yè)，凹凸不平的地面對其振動沖擊十分劇烈。劇烈的振動沖擊不僅傷害駕駛員的身體健康，而且減少了車輛的使用壽命和作業(yè)生產(chǎn)率，還會污染周邊環(huán)境。在工程車輛中加裝粘彈性懸架（簡稱V-E懸架），可把作用在車輛上的振動能，轉(zhuǎn)換為高分子阻尼材料的內(nèi)摩擦能并以熱能形式散逸，使傳遞到車身的振動能大為減少。另外，V-E懸架機構(gòu)還可隨地形擺動，使車輛行走輪軌跡始終與地面保持良好的吻合狀態(tài)。故采用V-E懸架已成為高品質(zhì)工程車

2、輛的一項標(biāo)志性技術(shù)。然而，目前國內(nèi)外研究多限于實際產(chǎn)品的應(yīng)用，未對V-E懸架機構(gòu)的阻尼機理開展深入研究，更缺乏對外界環(huán)境、V-E懸架參數(shù)和減振性能之間關(guān)系進(jìn)行分析，致使所用產(chǎn)品可能對常見類型振動的減振效果并不突出，且產(chǎn)品在不同工況時減振性能差距較大。因此，本文對V-E懸架的阻尼緩沖減振機理進(jìn)行了探究，建立了V-E懸架非對稱多段線性的阻尼系統(tǒng)模型，并在幾種典型工況激勵載荷下，對其阻尼系統(tǒng)模型參數(shù)進(jìn)行了動態(tài)優(yōu)化，以滿足V-E懸架車輛在不同工

3、況下的減振及抗沖擊性能要求。
　　本文來源于國家自然科學(xué)基金（編號50475050）和高校博士點專項科研基金(編號200801090001)。主要研究工作如下:
　　1.對V-E懸架的關(guān)鍵元件—粘彈性減振器開展動力學(xué)建模研究，根據(jù)受到載荷越大，其非線性越強烈的特點，提出了一種非對稱多段線性的阻尼模型;以某300kW履式車輛V-E懸架用減振器為例，依據(jù)其載荷—位移的遲滯回線方法進(jìn)行了模型參數(shù)識別;應(yīng)用該模型進(jìn)行了單自由度阻尼系

4、統(tǒng)建模與分析，求得系統(tǒng)位移響應(yīng)并對比實驗，表明所建模型可滿足工程需要。
　　2.建立了1/N車輛V-E懸架的非對稱多段線性的二自由度阻尼系統(tǒng)模型，并基于平均法推導(dǎo)得其幅頻特性方程;探討了V-E懸架的各段模型參數(shù)，以及激勵載荷、車身質(zhì)量、作業(yè)地面剛度與V-E懸架減振性能之間的影響關(guān)系。
　　3.針對工程車輛在切土推土、松土和越障礙三種典型工況所對應(yīng)的激勵振型，并利用非對稱多段線性的阻尼模型振動特性，對V-E懸架車輛阻尼系統(tǒng)第1

5、～3段模型進(jìn)行了減振性能的動態(tài)參數(shù)優(yōu)化，掌握了典型工況下最優(yōu)加速度均方根值和位移均方根值之間的關(guān)系，以及最優(yōu)減振性能與模型優(yōu)化參數(shù)之間的關(guān)系;得到了第4段模型的抗沖擊性能最優(yōu)參數(shù)值。通過對V-E懸架各段模型參數(shù)的優(yōu)化，可使其在多種典型工況時都具有較好的阻尼性能。該優(yōu)化結(jié)果可為V-E懸架的結(jié)構(gòu)參數(shù)一致優(yōu)化設(shè)計提供力學(xué)性能參數(shù)方面的重要理論參考。
　　4.分析掌握了V-E懸架多層組合阻尼結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)損耗因子η與結(jié)構(gòu)形式和阻尼材料動態(tài)特性