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车辆悬架隔振装置设计及动力学特性研究

丁鹏垒  
【摘要】:汽车由不良路面引起的振动多为低频大振幅的振动。相比于线性隔振,准零刚度隔振对低频大振幅的振动具有良好的隔振效果。本文提出将准零刚度隔振机构与成熟的麦弗逊悬架结合,探讨准零刚度隔振原理在汽车悬架系统中应用的可行性。针对麦弗逊悬架特点,在不增加安装占用空间的情况下,设计了滚轮凸轮型具有准零刚度特性的麦弗逊悬架。并对滚轮-凸轮型准零刚度隔振器的刚度特性做了理论分析。通过建立五自由度汽车模型,对采用准零刚度麦弗逊悬架的汽车在随机路面的隔振效果进行了理论分析。 通过采用ADAMS软件建立了汽车仿真模型,进行了准零刚度麦弗逊悬架汽车在随机路面激励下的仿真分析。对比了线性弹簧悬架和准零刚度隔振悬架情况下座椅处的加速度均方根值,证明了准零刚度麦弗逊悬架具有比线性弹簧悬架更加优良的隔振效果。通过设定准零刚度隔振器水平弹簧的预压缩量为设计变量,在ADAMS中进行了优化设计,求得了最优化的水平弹簧压缩量为8.5mm。采用滚轮型准零刚度隔振器模型进行了实验分析。在周期激励的时候,发现准零刚度隔振器具有更宽的低频隔振区间,并且没有明显的共振现象。对于随机激励,准零刚度隔振器的隔振效果要优于线性弹簧隔振器,并且随着随机激励力的变大,准零刚度隔振器的隔振效果将变好。验证了对于路面大振幅随机激励,准零刚度麦弗逊悬架具有较为理想的隔振效果。


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