車輛減振系統(tǒng)是汽車的重要組成部分,對車輛的乘坐舒適性和操縱穩(wěn)定性有很大影響。傳統(tǒng)的“彈簧-阻尼”減振結(jié)構(gòu)難以適應(yīng)復(fù)雜路面,而“慣容器-彈簧-阻尼器”（ISD）減振結(jié)構(gòu)的出現(xiàn),打破了經(jīng)典隔振理論的束縛,得到了廣泛的關(guān)注。目前對ISD減振系統(tǒng)的研究中多采用線性系統(tǒng)的確定性模型,忽略了實際工程中彈簧的非線性特性及機械加工、安裝等過程中存在的不確定因素。因此,考慮汽車減振系統(tǒng)彈簧的遲滯非線性特性,建立不確定性參數(shù)力學模型或物理模型,真實、準確地描述減振系統(tǒng)的工作行為具有重要意義。本文以東風某款貨車減振系統(tǒng)為研究對象,考慮懸架鋼板彈簧非線性及減振系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)的不確定性,對非線性ISD減振系統(tǒng)進行了參數(shù)設(shè)計及穩(wěn)健性優(yōu)化。首先以Bouc-Wen模型描述懸架鋼板彈簧的遲滯非線性特性,分析了鋼板彈簧的靜態(tài)加、卸載特性和“等頻變幅”、“等幅變頻”動態(tài)加、卸載特性,構(gòu)建了以仿真數(shù)據(jù)與試驗數(shù)據(jù)遲滯位移差值的平方和最小為目標的遺傳算法,識別了非線性鋼板彈簧的Bouc-Wen模型關(guān)鍵參數(shù)。結(jié)果表明,各工況下鋼板彈簧仿真遲滯環(huán)與試驗遲滯環(huán)能量耗散比的誤差均在5%以內(nèi)。然后建立了1/4貨車三自由度被動減振系統(tǒng)動力學模... 

【文章來源】：西南交通大學四川省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：95 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

慣容器結(jié)構(gòu)

西南交通大學碩士研究生學位論文第7頁速度、懸架動擾度和輪胎動載荷為目標函數(shù)，利用基于參考點的快速非支配排序多目標遺傳算法（NSGA-III）設(shè)計減振系統(tǒng)參數(shù)，通過自動尋優(yōu)算法挑選最佳參數(shù)組合。結(jié)合虛擬激勵法和等效線性化方法分析減振系統(tǒng)的性能，并對液力慣容器的結(jié)構(gòu)參數(shù)進行設(shè)計。（4）建立含參數(shù)變異的貨車三自由度非線性ISD減振系統(tǒng)動力學模型，利用快速攝動法分析質(zhì)量、剛度、阻尼系數(shù)和慣質(zhì)系數(shù)變異對減振系統(tǒng)性能的影響。提出改進的e-縮進穩(wěn)健模型，以不確定模型系統(tǒng)響應(yīng)的均值與標準差為目標，對參數(shù)變異車輛ISD減振系統(tǒng)的副彈簧剛度及座椅懸置、車體懸架的阻尼系數(shù)進行穩(wěn)健性優(yōu)化設(shè)計，并對穩(wěn)健設(shè)計方案與初始設(shè)計方案的減振性能進行分析。圖1-2本文總體研究思路提出問題解決問題1、懸架系統(tǒng)鋼板彈簧的非線性特性2、減振系統(tǒng)“慣容器-彈簧-阻尼器”結(jié)構(gòu)設(shè)計3、慣容器類型的選擇和結(jié)構(gòu)參數(shù)的設(shè)計4、ISD減振系統(tǒng)參數(shù)變異對系統(tǒng)響應(yīng)的影響及系統(tǒng)穩(wěn)健性分析1、利用等效模型替代鋼板彈簧非線性特性，識別等效模型的關(guān)鍵參數(shù)2、NSGA-III算法對于多目標優(yōu)化具有較高的精度和較好的收斂性3、液力慣容器體積、質(zhì)量小，性能穩(wěn)定4、應(yīng)用不確定理論描述ISD減振系統(tǒng)參數(shù)變異5、對ISD減振系統(tǒng)進行穩(wěn)健性優(yōu)化設(shè)計1、應(yīng)用Bouc-Wen模型描述鋼板彈簧的非線性特性，并識別非線性鋼板彈簧參數(shù)2、利用NSGA-III算法設(shè)計ISD減振系統(tǒng)參數(shù)，并對液力慣容器結(jié)構(gòu)參數(shù)進行設(shè)計3、應(yīng)用快速攝動法分析參數(shù)變異對系統(tǒng)響應(yīng)的影響，提出改進的e-縮進穩(wěn)健模型，對系統(tǒng)進行穩(wěn)健性優(yōu)化設(shè)計分析問題某貨車非線性ISD減振系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)計及穩(wěn)健性優(yōu)化

西南交通大學碩士研究生學位論文第11頁0.5(0.52)/4(24)1(412.5)12.5/(12.580)kffffff（2-4）式中，f為頻率，單位為Hz。（2）性能指標功率譜密度和均方根值減振系統(tǒng)響應(yīng)功率譜密度()xGf與路面位移輸入功率譜密度()qGf的關(guān)系式可表示為：2~()()()xqxqGfHfGf（2-5）式中，為減振系統(tǒng)任意振動響應(yīng)量x對路面位移輸入q的響應(yīng)函數(shù)的模。由于各振動響應(yīng)量取得正、負值的概率相同，因此其均值近似為零。因此，這些振動響應(yīng)量在數(shù)值上等于其均方根值，可由功率譜密度對頻率的積分求得：22~00()()()xxqxqGfdfHfGfdf（2-6）式中，x為標準差。當振動響應(yīng)量均值為零時，可認為x與均方根值相等。通過式（2-5）和（2-6）可計算振動響應(yīng)量的功率譜密度()xGf和均方根值x，由此可以分析車輛減振系統(tǒng)參數(shù)對振動響應(yīng)的影響，同時也可以根據(jù)振動舒適性評價指標設(shè)計減振系統(tǒng)參數(shù)。“慣容-彈簧-質(zhì)量”系統(tǒng)的反共振“彈簧-質(zhì)量”系統(tǒng)的共振圖2-2為固定在地面上的“彈簧-質(zhì)量”系統(tǒng)，其運動微分方程可表示為：110mzk(zz)0（2-7）式中，k為彈簧剛度，單位為N/m；z0為系統(tǒng)的位移輸入，z1為質(zhì)量塊m的位移，單位均為m。圖2-2“彈簧-質(zhì)量”系統(tǒng)對式（2-7）進行Laplace變換可得：120()()()ZskZsmsk（2-8）~()xqHf


本文編號：3121309