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某履带车辆胶体缓冲器设计及其与悬挂系统的匹配研究

柴新伟  
【摘要】: 履带车辆行驶的路况复杂恶劣,行驶速度和装备质量变化较大,各种行驶工况对悬挂系统阻尼的要求也不同,而且变化范围大,因此需要缓冲器发挥限位和缓冲的作用以达改善平顺性的要求。目前,高速履带车辆中都用过橡胶缓冲器、液压缓冲器、弹性胶泥缓冲器等,而弹性胶泥缓冲器则是近年来国内外研究的新类型。由于橡胶缓冲器在来回行程吸收振动能量很少,慢慢被淘汰;液压缓冲器的使用效果虽还好,但是它的耐久性和可靠性不好,经常容易漏油,而且使用成本很高;而弹性胶泥缓冲器却能弥补液压缓冲器的缺点,并且也能达到使用要求,其成本也是比较低的。所以研究弹性胶泥缓冲器是非常有价值的。 由于传统的被动悬架难以满足各种路面平顺性的要求,因此本文将根据弹性胶泥的理论设计出弹性胶泥缓冲器,并把弹性体胶泥缓冲器安装到高速履带车辆被动悬挂系统中使之能在悬挂击穿时改善平顺性,这是一项重大的技术突破。 在研究过程中,本文采用了多体动力学仿真软件Recurdyn进行研究。首先依照某重型高速履带车辆所需要的缓冲器与当前悬挂系统匹配相关要求,对缓冲器进行了选型设计;然后建立非线性二自由度车辆悬挂系统模型,主要验证该模型是否正确;最后建立整车模型,主要研究该弹性胶泥缓冲器对整车的影响。此外,还主要讨论了弹性胶泥的性能,分析了弹性胶泥缓冲器在不同路面的工作状况,讨论了悬挂击穿力。 研究结果表明,确定为该性能参数的弹性胶泥缓冲器改善了悬挂系统的性能。在同样工况下,与刚性限位及液压缓冲器比较,车辆质心的垂直方向的加速度明显下降,缓冲力也大大减小。同时也克服了原来液压缓冲器的多数缺点,达到了预期效果,为进行下一步缓冲器部件结构设计提供了的参考数值和宝贵依据,并且对进一步的高速履带车辆的悬挂系统参数化建模奠定了良好的模型基础,方便日后进行修改和研究。


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