振动压路机是一种土壤压路机,主要用于道路,铁路,机场跑道等工程建设领域。近年来,振动压路机在国际市场上不仅要求越来越高的工作性能,而且也要求越来越高的乘坐舒适性,尤其是振动压路的乘坐舒适性。在实际作业条件下,振动压路机总是在各种变形土壤地面上行驶,并且在不同类型的弹塑性土壤上作业。因此,振动压路机的车身振动不仅受到振动轮和发动机的激振影响,还受到轮胎/振动轮与低频区变形土壤之间相互作用的激励影响。车轮/振动钢轮与变形土壤地面相互作用引起的低频激励主要通过驾驶室隔振系统和座椅的悬架传到驾驶员。这是导致不舒服和疲劳驾驶员的主要原因。因此,振动压路机驾驶室隔振系统是提高驾驶员乘坐舒适性的最重要因素之一。本文以某单钢轮型振动压路机平顺性和驾驶室液阻隔振系统为研究对象。建立了整车驾驶室橡胶隔振系统非线性动力学模型,并通过实验研究验证了模型的准确性。然后对驾驶室液阻隔振系统,传统橡胶隔振系统和气动隔振系统的隔振性能分别进行了仿真与比较效果。以驾驶员座椅垂向,驾驶室的俯仰角和侧倾角的功率谱密度(PSD)加速度和加权加速度均方根值(RMS)在频率和时间范围中被选为目标函数。接下来,为了进一步提高振动压路机的平顺性,对驾驶室的液阻隔振系统研究了应用磁流变液(magneto-rheologicalfluid)的半主动液阻隔振系统。最后,在振动压路机的实际作业条件下,对振动压路机半主动驾驶室液阻隔振的平顺性在时间范围中进行了分析。全文包括以下内容:1.基于对车轮/振动钢轮-变形土壤地面相互作用几何非线性特性的分析,以及驾驶员座垂向,驾驶室俯仰和侧倾振动的PSD加速度和加权RMS加速度响应为目标函数。其中,基于AdamD.和KopfF.的弹塑性土壤模型和软性土壤地面的Bekker假设,建立了三维某单钢轮振动压路机非线性动力学模型。建立了1/4车轮/钢轮-变形土壤地面接触模型以分析在前后车架上的产生垂直激振力。然后使用Matlab/Simulink软件建立和仿真非线性动力学模型,并计算了目标函数。通过比较振动压路机驾驶室橡胶系统的仿真和试验的结果在不同作业条件下验证了模型的确实性。根据ISO2631:1997(E)标准,驾驶室液阻隔振系统,传统橡胶隔振系统和气动隔振系统的隔振性能进行了比较。结果表明:(1)当振动压路机在变形土壤地面上行驶时,驾驶员座椅垂向,驾驶室俯仰和侧倾角的最大PSD和加权RMS加速度的值对驾驶室液阻隔振系统为最小。(2)当振动压路机在高密度土壤的弹塑性土壤上以振动钢轮的低/高激发频率28/35Hz进行压实时,驾驶员座椅垂向,驾驶室俯仰和侧倾角的最大PSD和加权RMS加速度的值对驾驶室液阻隔振系统也为最小。因此,液阻隔振系统的低频振动特性对提高振动压路机的平顺性为很好。2.基于振动压路机驾驶室液阻隔振系统的非线性动力学模型及目标函数。对驾驶室液阻隔振系统研究了应用磁流变液(MR)流体,根据遗传算法程序,研究了一个FuzzyPID控制器与优化控制规则为控制磁流变液的半主动阻尼力。然后对半主动液阻隔振系统使用优化控制规则,半主动液阻隔振系统的不用优化模糊规则和被动液阻隔振系统分别进行了仿真与比较。仿真结果表明,当车辆在一个变形土壤的地面很差上行驶时,并当车辆在一个高密度的弹塑性土壤地面上进行压实工作时,对半主动液阻隔振系统使用优化模糊规则,可在频率和时间中提高了振动压路机的平顺性。3.为了充分评介半主动液阻隔振系统使用优化模糊规则的性能,对振动压路机在车辆的速度范围中,车辆在不同的变形土壤地面上行驶,并车辆在各种弹塑性土壤地面上压实工作进行了仿真和平顺性分析。驾驶员座椅垂向,驾驶室俯仰和侧倾角的加权RMS加速度为目标函数。结果表明,在振动压路机的所有作业条件下,对于振动压路机驾驶室的半主动液阻隔振系统使用优化模糊规则,驾驶员座椅垂向,驾驶室俯仰和侧倾振动的加权RMS加速度已得明显降低。因此,驾驶室隔振系统使用了半主动液阻隔振系统与优化模糊规则,振动压路机的平顺性显著提高。