基于刚柔多体动力学的驾驶室悬置隔振仿真研究

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本文论述了国内外有关商用车驾驶室平顺性研究的概况,分析了其发展趋势,探讨了国内在商用车驾驶室悬置系统的研究和设计方面存在的不足,提出采用刚柔多体动力学理论和随机振动理论相结合的方法,对商用车驾驶室悬置隔振系统进行分析。 对采用多体系统动力学研究车辆平顺性的基本理论进行了论述,通过对实际商用车辆的具体结构和主要部件振动特性的分析,提出在驾驶室、车桥、货箱等主要部件中,车架的柔性对驾驶室的平顺性影响最大。随后,结合某商用车的驾驶室悬置系统和底盘主悬架系统的结构特点,在ADAMS软件中建立了包含柔性车架的整车刚柔多体驾驶室悬置系统参数化仿真模型。柔性车架的建立采用先建立刚性模型,然后对其进行离散化,从而得到可以反映实际弹性变形的柔性车架模型。为了能够通过对比分析得到车架柔性对驾驶室悬置系统的影响规律,还分别建立了包含刚性车架的多刚体整车仿真模型和包含大柔性车架的刚柔多体仿真模型。 在对柔性车架的动态特性分析的基础上,结合实车结构参数对整车多体系统模型进行了模态分析和响应分析。通过模态分析,得到了整车系统的模态频率和模态振型;通过力学响应分析,得到了整车系统响应的频响函数曲线和振动观测点的加速度PSD曲线。通过将柔性车架的自由模态和多体整车系统的模态分析和响应分析的结果进行对比分析可以发现,车架柔性对整车平顺性是有影响的,影响的频率范围由车架自身的振动特性决定。 建立了针对驾驶室悬置系统与主悬架系统参数优化设计的数学模型,以驾驶室座椅处垂直方向的最大加速度均方根值最小为目标进行了优化设计。优化结果显示,对驾驶室悬置系统与主悬架系统参数的优化是成功的。 本文的研究不仅为企业进行驾驶室悬置系统的设计提供了参考和依据,而且为以后类似的刚柔多体动力学问题的研究提供了新的思路和可行的具体路线,为同类研究提供了良好的借鉴。
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