發(fā)布時(shí)間：2020-06-15 22:03

【摘要】：商用車需要有較高的承載能力,懸架剛度較大;由于其經(jīng)常處于惡劣的行駛環(huán)境中,路面狀況的多變、不平坦使得駕駛室內(nèi)的振動(dòng)問題頻發(fā)。研究表明,長(zhǎng)時(shí)間處于振動(dòng)的環(huán)境下,會(huì)使駕駛員極易產(chǎn)生疲勞,并且影響其對(duì)車輛的準(zhǔn)確操控,同時(shí)會(huì)對(duì)駕駛員的身體健康產(chǎn)生嚴(yán)重危害,引發(fā)一系列的職業(yè)病。目前,國(guó)內(nèi)外的專家學(xué)者將研究的焦點(diǎn)集中于如何降低商用車駕駛室內(nèi)的振動(dòng),甚至完全隔離振動(dòng),起到提高汽車行駛舒適性的目的。配備良好的座椅懸架系統(tǒng)成為了提高商用車平順性行之有效的辦法。傳統(tǒng)的被動(dòng)座椅懸架采用調(diào)整座椅結(jié)構(gòu)、優(yōu)化座椅懸架的剛度阻尼等方法,對(duì)座椅的振動(dòng)特性有一定程度的改善,但是并不能完全適應(yīng)路面工況的要求;而主動(dòng)座椅懸架存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本過高等局限性,半主動(dòng)座椅懸架越來越多的成為研究的焦點(diǎn)。同時(shí),磁流變阻尼器以其易加工、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單及可控性好的優(yōu)點(diǎn),使得基于磁流變阻尼器的半主動(dòng)座椅懸架成為了研究熱點(diǎn)。本文將結(jié)合某商用車座椅懸架的開發(fā)項(xiàng)目,研究和探討座椅懸架系統(tǒng)在工程應(yīng)用中的關(guān)鍵技術(shù)。本文的主要研究工作按照以下四個(gè)方面展開:(1)被動(dòng)座椅懸架系統(tǒng)的優(yōu)化。考慮人體各部分對(duì)振動(dòng)的敏感程度不同,建立基于多自由度人體模型的被動(dòng)座椅懸架系統(tǒng)模型。根據(jù)國(guó)標(biāo)GB 8419-87中規(guī)定的商用車駕駛室座椅的試驗(yàn)加速度功率譜函數(shù),通過傅里葉逆變換法求得座椅底板振動(dòng)的時(shí)域激勵(lì)。對(duì)被動(dòng)座椅懸架系統(tǒng)的剛度和阻尼進(jìn)行基于帶精英策略的非支配遺傳算法(NSGA-II)的優(yōu)化,一定程度改善人體振動(dòng)。(2)基于半主動(dòng)座椅懸架系統(tǒng)的磁流變阻尼器動(dòng)力學(xué)特性試驗(yàn)與建模。參照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了阻尼器的動(dòng)態(tài)特性試驗(yàn),選取雙曲正切模型對(duì)其特性進(jìn)行描述,利用得到的試驗(yàn)數(shù)據(jù),借助MATLAB軟件對(duì)力學(xué)模型的關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行擬合,并驗(yàn)證模型的準(zhǔn)確性。將試驗(yàn)值與模擬值進(jìn)行對(duì)比,結(jié)果驗(yàn)證了建立的雙曲正切模型具有可靠性。(3)半主動(dòng)座椅懸架系統(tǒng)的模擬與仿真。制定半主動(dòng)座椅懸架系統(tǒng)的控制策略,提出兩種不同的控制方法,分別應(yīng)用于基于磁流變阻尼器的半主動(dòng)座椅懸架,對(duì)比分析這兩種算法的特點(diǎn)。建立基于多自由度人體模型的半主動(dòng)座椅懸架動(dòng)力學(xué)模型,并通過MATLAB/SIMULINK搭建控制系統(tǒng)的仿真模型,采用兩種不同的控制算法(即天棚阻尼控制與模糊自適應(yīng)PID控制)對(duì)模型中的磁流變阻尼器進(jìn)行控制,設(shè)計(jì)動(dòng)態(tài)仿真試驗(yàn),比較兩種算法對(duì)應(yīng)的仿真結(jié)果,并進(jìn)行分析。(4)多自由度人體模型座椅懸架系統(tǒng)在商用車東風(fēng)EQ1141上的應(yīng)用。建立四分之一整車七自由度“人體-座椅-懸架-車”動(dòng)力學(xué)模型,建立C級(jí)路面及D級(jí)路面的時(shí)域不平度模型,對(duì)七自由度半主動(dòng)“人體-座椅-懸架-車”系統(tǒng)模型進(jìn)行仿真,并分析半主動(dòng)系統(tǒng)的減振效果。本課題所進(jìn)行的研究是為了改善商用車駕駛室環(huán)境,提高駕駛員乘坐舒適性,座椅懸架具有一定的優(yōu)越性,也較容易實(shí)現(xiàn),應(yīng)用在商用車上具有一定現(xiàn)實(shí)意義。
【學(xué)位授予單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：U463.836
【圖文】：

商用車及駕駛室座椅示意圖

布參數(shù)的復(fù)雜系統(tǒng)。傳統(tǒng)座椅懸架模型都是把人體作為一個(gè)集中的質(zhì)量塊，建立的單自由人體模型，忽略了人體各部分對(duì)振動(dòng)的不同反應(yīng)，這顯然是不科學(xué)的。因此，在座椅懸架中加入多自由度人體模型十分必要。傳統(tǒng)被動(dòng)座椅懸架以優(yōu)化座椅、坐墊的方式提高駕駛舒適性；現(xiàn)有商用車座椅多配有減振器，對(duì)座椅的振動(dòng)特性有一定程度的改善，但是并不能完全的適應(yīng)路面工況的要求，如圖 1.2（a）。因?yàn)樯逃密嚨男旭偣r千變?nèi)f化，在提高舒適性與降低懸架動(dòng)行程這一矛盾中，減振器阻尼系數(shù)選取較為困難，通常情況下，阻尼系數(shù)的大小應(yīng)該根據(jù)不同的路面行駛工況進(jìn)行選取。舉例來說，如果車輛處于道路條件良好、路面平坦的運(yùn)行工況下，該系數(shù)的取值可以取小一些，即可滿足座椅懸架系統(tǒng)的可靠運(yùn)行；而當(dāng)車輛處于道路條件較差、路面極不平坦的工況下時(shí)，不得不調(diào)高該系數(shù)的數(shù)值，防止座椅懸架系統(tǒng)出現(xiàn)不可靠運(yùn)行工況[1]。半主動(dòng)、主動(dòng)懸架可以對(duì)其懸架剛度和阻尼進(jìn)行無極調(diào)控，以滿足不同工況的性能需求，如圖 1.2（b）、（c）。

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2715064