發(fā)布時(shí)間：2017-11-09 11:29

  本文關(guān)鍵詞：拖拉機(jī)駕駛員—座椅系統(tǒng)振動(dòng)特性的仿真與實(shí)驗(yàn)研究

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【摘要】：隨著我國(guó)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,拖拉機(jī)的需求量越來越大。拖拉機(jī)在駕駛過程中,特別是農(nóng)產(chǎn)品運(yùn)輸途中,由于受路面起伏大、路況差和拖拉機(jī)本身減振效果較差的影響,拖拉機(jī)駕駛員經(jīng)常承受著嚴(yán)重的低頻高強(qiáng)度振動(dòng),影響和危害了拖拉機(jī)駕駛員的身心健康。故研究在路面激勵(lì)下,拖拉機(jī)駕駛員—座椅系統(tǒng)的振動(dòng)特性意義重大。然而目前國(guó)內(nèi)外的研究主要集中于小轎車領(lǐng)域,缺乏對(duì)拖拉機(jī)駕駛員—座椅系統(tǒng)振動(dòng)特性的研究,特別是缺少對(duì)駕駛員身體不同體段的振動(dòng)特性研究。為了研究拖拉機(jī)駕駛員在駕駛過程中的振動(dòng)特性,本文在MATLAB/Simulink仿真軟件下,建立了六自由度拖拉機(jī)駕駛員—座椅系統(tǒng)振動(dòng)模型,以某型號(hào)拖拉機(jī)為例,仿真分析了不同路面、不同速度條件下駕駛員身體不同體段及座椅處的振動(dòng)特性。同時(shí),在土路路面及瀝青路面上進(jìn)行了實(shí)車驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證了仿真模型的可靠性。通過對(duì)比分析仿真及實(shí)驗(yàn)的時(shí)域結(jié)果及頻域結(jié)果,獲得了以下結(jié)論:仿真與實(shí)驗(yàn)結(jié)果的誤差范圍在2%~18%之間,其中,駕駛員頭部誤差駕駛員腿部及座椅誤差駕駛員上下軀干部誤差。仿真與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相差較小,表明仿真模型具有較高的可靠性,能對(duì)拖拉機(jī)行駛過程中,由路面激勵(lì)引起的拖拉機(jī)駕駛員不同體段的振動(dòng)特性進(jìn)行較好的仿真預(yù)測(cè)。駕駛員身體不同體段及座椅承受振動(dòng)加權(quán)加速度的大小由大到小依次為:拖拉機(jī)座椅處振動(dòng)駕駛員上下軀干部振動(dòng)駕駛員腿部振動(dòng)駕駛員頭部振動(dòng)。拖拉機(jī)駕駛員身體不同體段及座椅處的振動(dòng)加速度大小隨車速的升高而增大,隨路面等級(jí)的降低而增大。拖拉機(jī)駕駛員身體不同體段及座椅的極值頻率主要分布于1~4Hz之間,大部分集中于3Hz附近。其中駕駛員頭部振動(dòng)頻域范圍主要集中在0~5Hz之間,駕駛員上下軀干部振動(dòng)頻域范圍主要集中在1~6Hz之間,駕駛員腿部及座椅振動(dòng)頻域范圍主要集中在1~9Hz之間。頻域分布范圍表現(xiàn)為隨著振動(dòng)在拖拉機(jī)座椅至駕駛員頭部的自下而上的傳遞過程中,其頻域分布范圍越來越窄,駕駛員所受的低頻振動(dòng)成分逐漸增加。同時(shí),仿真與實(shí)驗(yàn)的頻域分析結(jié)果較為接近。仿真與實(shí)驗(yàn)的加速度功率譜密度結(jié)果顯示,隨著拖拉機(jī)速度的增加、路面等級(jí)的降低,駕駛員身體各體段及座椅的極值頻率對(duì)應(yīng)的峰值也隨之增高,這符合激勵(lì)—響應(yīng)規(guī)律。依據(jù)拖拉機(jī)駕駛員身體感受到的振動(dòng)頻域分布情況,結(jié)合人體對(duì)不同激振頻率的反應(yīng)可知,拖拉機(jī)駕駛員的頭部受到的振動(dòng)影響較小;路面激勵(lì)對(duì)駕駛員上下軀干部產(chǎn)生的振動(dòng)將可能影響駕駛員胸腹、頸椎及腰椎等部位的舒適性;駕駛員腿部振動(dòng)可能會(huì)造成腿部肌肉緊張;而此拖拉機(jī)座椅承受振動(dòng)的部分極值頻率超過了拖拉機(jī)座椅的最佳振動(dòng)頻率范圍。本研究所得結(jié)論可為模擬預(yù)測(cè)拖拉機(jī)駕駛員身體所受振動(dòng)情況,研究拖拉機(jī)駕駛員身體不同體段處的振動(dòng)差異提供理論依據(jù)。
【學(xué)位授予單位】：東北農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：S219
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本文編號(hào)：1161715