矿用自卸车悬架系统设计与优化-机械工程专业论文.docxVIP

I I 硕士学位论文湖 南 大 学 硕士学位论文 学 位 论 文 原 创 性 声 明 本 人 郑 重 声 明 ： 所 呈 交 的 论 文 是 本 人 在 导 师 的 指 导 下 独 立 进 行 研 究 所 取得的研究成果。 除了文中特别加以 标注引用 的 内 容 外 ， 本 论 文 不 包 含 任 何其他个人或集体 已经发表或撰写的 成果作品。对本文 的研究做出重要贡 献的个人和集体， 均已在文中以明确 方式标明。本人完 全意识到本声明的 法 律 后 果 由 本 人 承 担 。 作 者 签 名 ： 日期： 年 月 日 学 位 论 文 版 权 使 用 授 权 书 本 学 位 论 文 作 者 完 全 了 解 学 校 有 关 保 留 、 使 用 学 位 论 文 的 规 定 ， 同 意 学校保留并向国家 有关部门或机构送 交论文的复印件和 电子版，允许论文 被查阅和借阅。本 人授权湖南大学可 以将本学位论文的 全部或部分内容编 入有关数据库进行 检索，可以采用影 印、缩印或 扫 描 等 复 制 手 段 保 存 和 汇 编 本 学 位 论 文 。 本 学 位 论 文 属 于 1 、必威体育官网网址 □ ，在 _ _ _ _ _ _ 年 解 密 后 适 用 本 授 权 书 。 2 、 不 保 密 □ 。 ( 请 在 以 上 相 应 方 框 内 打 “ √ ” ) 作 者 签 名 ： 日期 ： 年 月 日 导 师 签 名 ： 日期 ： 年 月 日 矿用自卸车悬架系统设计与优化 矿用自卸车悬架系统设计与优化 II II 摘 要 车 辆 的 悬 架 系 统 作为 汽 车 连 接 车 架 与 车 轮 之 间 的 重 要 部 件 ， 其 主 要 作 用是传递来自路面 的 激励而产生的 力 与 力 矩 ， 缓 和 汽 车 行 驶 过 程 中 由 于 路 面的冲击引起的 振 动 。 悬 架 结 构 的 设 计 形 式 对 车轮 的 定 位 参 数 有 直 接 的 影 响，而弹性和阻尼 元件对于整车的舒 适性和安全性能也 直接相关 。因此针 对 悬 架 系 统 的 结 构 参 数 和 弹 性 、 阻尼 元件 进 行 优 化 设 计 的 意 义 十 分 重 大 。 本文首先 介 绍 了 油 气 弹 簧 的 工 作 原 理 和 结 构 形 式 ， 根 据 单 气 室 油 气 弹 簧的物理模型，通 过小孔 流 量 方 程 和 气 体 状 态 方 程 来 分 析 油 气 弹 簧 的 工 作 原理，建立了油气 弹簧 的 非 线 性 刚 度 特 性 与 非 线 性 阻 尼 的 参数化 数学方 程。 然 后 在 在 A M E S i m 和 M a t l a b / S i m u l i n k 中 对 油 气 弹 簧 刚 度 和 阻 尼 特 性进行仿真，分析 油气弹簧不同的 结 构 参 数 对 其 输出 刚度 力和阻尼力的影 响 ， 为 油 气 弹簧 与 整 车 性 能 的 匹 配 提 供 理 论 基 础 。 其次 ， 针 对 矿 用 自 卸 车 前 双 横 臂 油 气 悬 架 ， 基 于 虚 拟 样 机 技 术 对 前 悬 架在 A D A M S / C a r 中 建 立 模 型 ， 并 进 行 平 行 轮 跳 的 运 动 学 分 析 。 通 过 在 A D A M S / I n s i g h t 中进行 试验设计， 以试验设计的结果 为数据，以车轮的 四个定位参数作为 目标 函数 ， 建 立 三 阶 的 响 应 面 近 似 模 型 。 把 车 轮 外 倾 角 、 车 轮 前 束 角 、 主 销 内 倾 角 和 主 销 后 倾 角 四 个 目 标 函 数 ， 通 过 加 权 的 方 法简化为 两个目标 函数 ， 应用 非支配排序的 N S G A - II 多目标遗传 算法优 化 目 标 ， 得 到 目 标 函 数 的 P a r e t o 前 沿 。 优 化 结 果 表 明 车 轮 的 定 位 参 数 的 变 化 量 有 一 定 程 度 的 降 低 ， 整 车 的 操 控 性 能 有 一 定 程 度 的 提 高 。 最 后 ， 在 建立的 油 气 弹 簧 参 数 化 的 数 学 模 型 的 基 础 上 ， 在 S i m u l i n k 中 建 立 八 自 由 度 的 整 车 物 理 模 型 ， 仿 真 分 析 车 辆 驾 驶 室 座 椅 垂 直 加 速 度 、 车身俯仰和车身侧 倾角。通过 各 个 工 况 下 仿真 的数据 与 实 际 矿 用 自 卸 车 各 个工况下 的 数 据 对 比 ， 验 证 模 型 仿 真 的 准 确 性 。 然 后 以 车 辆 座 椅 垂 直 加 速 度、车身俯仰角和 车身侧倾角为目标 函数，以油气悬架 结构参数为设计变 量