大客车前二气囊空气悬架仿真及其试验研究

论文摘要

悬架是现代汽车的重要总成之一,悬架性能的好坏对汽车行驶平顺性、乘坐舒适性、操纵稳定性等多种使用性能都有很大的影响。其中空气弹簧悬架以其具有可变的刚度特性、理想的频率特性等优点,极大地改善了汽车的使用性能。随着计算机技术、多体系统动力学和室内模拟试验技术的发展,为汽车悬架性能分析和结构分析试验提供了强有力的工具。本文首先论述了空气弹簧悬架以及车辆动力学仿真技术在国内外发展、应用的历史及现状,概述了多体动力学理论,介绍了基于该理论的ADAMS软件的主要模块和软件的特点;分析空气悬架各主要组成部分的结构型式及其弹性特性、频率特性、阻尼特性对整车性能的影响。随后以某国际知名品牌的大客车前二气囊空气悬架总成为研究对象,通过室内道路环境模拟系统(MTS)对悬架总成在垂直动载下的动态试验,得到了大客车前二气囊空气悬架总成的动态特性和气囊支座受力的受力情况。最后利用UG软件建立前二气囊空气悬架模型,利用ADAMS软件建立前二气囊空气悬架简化仿真模型,分析前轮定位参数;进而建立1:1仿真模型分析减振器受力及对悬架的影响,同时分析减振器受力,以及工作时减震器水平夹角随悬架振动的变化;利用有限元分析软件ANSYS对空气悬架中的关键部件—空气弹簧上支座进行结构强度分析和模态分析。通过试验、模拟仿真和有限元分析证明:该悬架具有较好的弹性特性;悬架中减振器初始角度布置满足力学要求;悬架的空气弹簧上支座满足结构强度要求、符合悬架的振动频率要求。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 课题研究的意义
• 1.3 空气悬架的发展历史
• 1.3.1 国外空气悬架的发展
• 1.3.2 国内空气悬架的发展
• 1.4 车辆动力学仿真技术国内外研究现状
• 1.4.1 国外车辆动力学仿真技术研究现状
• 1.4.2 车辆动力学仿真技术国内研究现状
• 1.5 本文研究的主要内容和主要工作
• 第二章 空气悬架的结构性能分析
• 2.1 空气悬架的分类
• 2.1.1 开放式和封闭式空气悬架
• 2.1.2 独立悬架、非独立悬架和浮动桥悬架
• 2.2 空气悬架的结构组成
• 2.2.1 空气弹簧
• 2.2.2 减振器
• 2.2.3 高度控制阀组件
• 2.2.4 导向传力机构
• 第三章 空气悬架系统特性分析
• 3.1 空气弹簧设计与分析的理论基础
• 3.2 空气悬架的弹性特性
• 3.3 空气悬架的阻尼特性
• 3.4 空气悬架的性能特点
• 第四章 大客车前二气囊空气悬架试验
• 4.1 空气弹簧的特性试验
• 4.1.1 试验气囊的基本参数
• 4.1.2 试验设备
• 4.1.3 试验准备
• 4.1.4 试验步骤
• 4.1.5 试验分析
• 4.2 空气悬架总成特性试验
• 4.2.1 试验目的和试验原理
• 4.2.2 试验仪器及设备对象
• 4.2.3 试验步骤
• 4.2.4 试验分析
• 第五章 大客车前二气囊空气悬架仿真分析
• 5.1 多体动力学简介
• 5.1.1 多体动力学发展
• 5.1.2 多刚体动力学研究方法概述
• 5.1.3 多体动力学发展趋势
• 5.2 多体动力学的理论基础
• 5.3 ADAMS 软件简介
• 5.3.1 ADAMS 仿真软件的功能和特点
• 5.3.2 ADAMS 软件模块
• 5.4 基于ADAMS 的大客车前二气囊空气悬架仿真
• 5.4.1 建立UG 实体模型
• 5.4.2 大客车前悬架简化仿真模型建立
• 5.4.3 前轮定位参数及仿真结果分析
• 5.4.4 减振器和水平线夹角的运动仿真及结果分析
• 第六章 悬架支座有限元及模态分析
• 6.1 有限元的介绍
• 6.2 建立有限元模型
• 6.3 结构强度分析
• 6.4 模态分析
• 总结与展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间参与的科研项目及论文发表情况
• 致谢