【摘要】：商用車需要有較高的承載能力,懸架剛度較大;由于其經(jīng)常處于惡劣的行駛環(huán)境中,路面狀況的多變、不平坦使得駕駛室內(nèi)的振動問題頻發(fā)。研究表明,長時間處于振動的環(huán)境下,會使駕駛員極易產(chǎn)生疲勞,并且影響其對車輛的準確操控,同時會對駕駛員的身體健康產(chǎn)生嚴重危害,引發(fā)一系列的職業(yè)病。目前,國內(nèi)外的專家學者將研究的焦點集中于如何降低商用車駕駛室內(nèi)的振動,甚至完全隔離振動,起到提高汽車行駛舒適性的目的。配備良好的座椅懸架系統(tǒng)成為了提高商用車平順性行之有效的辦法。傳統(tǒng)的被動座椅懸架采用調(diào)整座椅結(jié)構(gòu)、優(yōu)化座椅懸架的剛度阻尼等方法,對座椅的振動特性有一定程度的改善,但是并不能完全適應路面工況的要求;而主動座椅懸架存在結(jié)構(gòu)復雜、成本過高等局限性,半主動座椅懸架越來越多的成為研究的焦點。同時,磁流變阻尼器以其易加工、結(jié)構(gòu)簡單及可控性好的優(yōu)點,使得基于磁流變阻尼器的半主動座椅懸架成為了研究熱點。本文將結(jié)合某商用車座椅懸架的開發(fā)項目,研究和探討座椅懸架系統(tǒng)在工程應用中的關(guān)鍵技術(shù)。本文的主要研究工作按照以下四個方面展開:(1)被動座椅懸架系統(tǒng)的優(yōu)化�？紤]人體各部分對振動的敏感程度不同,建立基于多自由度人體模型的被動座椅懸架系統(tǒng)模型。根據(jù)國標GB 8419-87中規(guī)定的商用車駕駛室座椅的試驗加速度功率譜函數(shù),通過傅里葉逆變換法求得座椅底板振動的時域激勵。對被動座椅懸架系統(tǒng)的剛度和阻尼進行基于帶精英策略的非支配遺傳算法(NSGA-II)的優(yōu)化,一定程度改善人體振動。(2)基于半主動座椅懸架系統(tǒng)的磁流變阻尼器動力學特性試驗與建模。參照相關(guān)標準進行了阻尼器的動態(tài)特性試驗,選取雙曲正切模型對其特性進行描述,利用得到的試驗數(shù)據(jù),借助MATLAB軟件對力學模型的關(guān)鍵參數(shù)進行擬合,并驗證模型的準確性。將試驗值與模擬值進行對比,結(jié)果驗證了建立的雙曲正切模型具有可靠性。(3)半主動座椅懸架系統(tǒng)的模擬與仿真。制定半主動座椅懸架系統(tǒng)的控制策略,提出兩種不同的控制方法,分別應用于基于磁流變阻尼器的半主動座椅懸架,對比分析這兩種算法的特點。建立基于多自由度人體模型的半主動座椅懸架動力學模型,并通過MATLAB/SIMULINK搭建控制系統(tǒng)的仿真模型,采用兩種不同的控制算法(即天棚阻尼控制與模糊自適應PID控制)對模型中的磁流變阻尼器進行控制,設計動態(tài)仿真試驗,比較兩種算法對應的仿真結(jié)果,并進行分析。(4)多自由度人體模型座椅懸架系統(tǒng)在商用車東風EQ1141上的應用。建立四分之一整車七自由度“人體-座椅-懸架-車”動力學模型,建立C級路面及D級路面的時域不平度模型,對七自由度半主動“人體-座椅-懸架-車”系統(tǒng)模型進行仿真,并分析半主動系統(tǒng)的減振效果。本課題所進行的研究是為了改善商用車駕駛室環(huán)境,提高駕駛員乘坐舒適性,座椅懸架具有一定的優(yōu)越性,也較容易實現(xiàn),應用在商用車上具有一定現(xiàn)實意義。
【學位授予單位】：江蘇大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：U463.836
【圖文】：

商用車及駕駛室座椅示意圖

布參數(shù)的復雜系統(tǒng)。傳統(tǒng)座椅懸架模型都是把人體作為一個集中的質(zhì)量塊，建立的單自由人體模型，忽略了人體各部分對振動的不同反應，這顯然是不科學的。因此，在座椅懸架中加入多自由度人體模型十分必要。傳統(tǒng)被動座椅懸架以優(yōu)化座椅、坐墊的方式提高駕駛舒適性；現(xiàn)有商用車座椅多配有減振器，對座椅的振動特性有一定程度的改善，但是并不能完全的適應路面工況的要求，如圖 1.2（a）。因為商用車的行駛工況千變?nèi)f化，在提高舒適性與降低懸架動行程這一矛盾中，減振器阻尼系數(shù)選取較為困難，通常情況下，阻尼系數(shù)的大小應該根據(jù)不同的路面行駛工況進行選取。舉例來說，如果車輛處于道路條件良好、路面平坦的運行工況下，該系數(shù)的取值可以取小一些，即可滿足座椅懸架系統(tǒng)的可靠運行；而當車輛處于道路條件較差、路面極不平坦的工況下時，不得不調(diào)高該系數(shù)的數(shù)值，防止座椅懸架系統(tǒng)出現(xiàn)不可靠運行工況[1]。半主動、主動懸架可以對其懸架剛度和阻尼進行無極調(diào)控，以滿足不同工況的性能需求，如圖 1.2（b）、（c）。

【參考文獻】

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本文編號：2715064