挖掘机驾驶室—座椅悬置系统动力学仿真

以某型号液压挖掘机为研究对象,考虑座椅悬置元件在减振中的作用,建立了驾驶室-座椅悬置系统的数学模型,通过Matlab计算得到系统的固有频率和能量分布;在ADAMS中建立驾驶室-座椅悬置系统实验模型,在实验载荷下进行振动仿真,得到系统的同有特性和频域响应曲线;通过比较两者的振动特性,证明了模型的正确性,结果表明驾驶室-座椅悬置系统不能满足驾驶室和座椅的隔振要求,指出在后续的优化过程中应改变固有频率分布范围和提高系统解耦度。     

商用车驾驶室-座椅悬置系统振动性能研究

文中将驾驶室、座椅悬置视为一个系统，构建驾驶室-座椅悬置系统4自由度动力学模型，采用拉格朗日方程建立悬置系统的振动方程，结合振动方程编写程序代码，分析了悬置系统的固有频率、主振型和频响函数。在此基础上，采用整车道路采样测试技术及台架载荷复现迭代技术得到比利时路和一般公路的激励信号，基于随机振动理论编写程序，研究了比利时路随机激励下的振动响应，依据国标规范进行人体振动舒适性评价；然后，根据悬置系统设计要求，提出了悬置系统的优化匹配设计方法，采用Isight软件中多岛遗传算法对悬置系统参数进行优化，获得了悬置系统设计参数最优解；最后，研究了优化前后的悬置系统参数在一般公路激励下的隔振效果。计算结果表明：新的悬置系统隔振性能更加优良，极大地提升了舒适性。     

含MRD的拖拉机驾驶室悬置系统半主动控制研究

提出一种含磁流变减振器(MRD)的拖拉机驾驶室悬置系统,针对MRD的阻尼非线性力学特性,基于双曲正切函数建立了MRD阻尼力Tanh函数模型。根据MRD阻尼力输出特性试验数据,采用遗传算法有效辨识了模型中的相关参数。为实现MRD阻尼力的有效控制,结合简化的Tanh函数模型,提出一种MRD阻尼力反馈线性化控制方法。建立了拖拉机车架-驾驶室-座椅系统状态空间数学模型,基于振动传递特性,确定了驾驶室悬置系统隔振性能评价指标。以振动响应量最小为控制目标,利用最优控制理论进行了MRD阻尼力控制器设计,实现MRD阻尼力的最优调节。仿真计算结果表明,所设计的控制器能够有效提高含MRD的拖拉机驾驶室悬置系统隔振性能。     

液压悬置非线性动态特性仿真研究

针对液压悬置复杂的动态特性,运用流体动力学理论及液压原理,建立了某轿车动力总成液压悬置的非线性数学模型,提出了模拟液压悬置动态特性的一种数值分析方法,并对目标液压悬置的动态特性进行了多工况仿真实验对比。研究结果表明所建模型是正确的、实用的,而且其通用性较强,能为下一步更精确的汽车动力总成悬置系统匹配选型、优化分析、隔振特性研究提供基础。     

发动机半主动控制液力悬置动特性仿真研究

发动机悬置是隔离发动机振动向驾驶室和基础传递的隔振元件,其设计的优劣直接影响汽车的乘坐舒适性.笔者基于流体力学理论,研究发动机液力悬置惯性通道内阻尼力,对液力悬置建立力学模型和数学模型,进行动特性仿真,从流体力学的角度分析液力悬置的结构参数和液力参数对其动态特性的影响.进行液力悬置的台架试验,确定较可行的惯性通道半主动控制式液力悬置的控制律,从而在较宽的频带内,达到良好的隔振效果.     

基于电磁感应原理的新型发动机悬置系统的设计

针对传统液压悬置存在高频振动时橡胶主簧硬化、油液泄漏等问题,在传统液压悬置的基础上,提出一种利用运动过程中线圈切割磁感线产生电流,带电导线受到磁场作用产生与运动方向相反的安培力,从而降低汽车振动和噪声的全新结构的发动机悬置系统,并对该新型悬置系统分析计算,验证其有效性。结果表明:该新型悬置系统能够有效隔离发动机振动向车内的传递,具有良好的隔振降噪效果,利于提高汽车的乘坐舒适性,为以后发动机悬置系统的设计研发提供了一种新的思路。     

动力总成悬置系统试验分析与优化研究

某自卸车在怠速工况下驾驶室抖动异常,驾驶室舒适性很不理想,为找出其原因进行了原地驻车试验,通过分析比较不同转速下悬置系统隔振前后的能量传递与频率分布,得出的结论为悬置系统与动力总成以及车架的匹配不合理,对振动的衰减起了反作用,左侧前悬置为隔振效果较差的部位。采用多体动力学方法建立动力总成悬置系统动力学模型,对动力总成悬置系统的刚度进行优化,使悬置系统与动力总成及车架的匹配更加合理。     

大客车动力总成悬置系统优化研究

大客车的悬置系统安装在动力总成与底盘之间,主要作用是隔离来自路面、发动机的振动,达到衰减车身振动的目的。隔振性能良好的悬置系统能够有效地提升客车的NVH性能,改善乘坐舒适性。对某大客车悬置元件的隔振性能进行研究,建立六自由度动力学简易模型,求解原始悬置元件的振动能量解耦率。针对多个方向存在的振动能量耦合严重问题,编写悬置系统的解耦程序,并集成多学科优化软件Isight,采用NSGA-2算法对其进行优化设计。对悬置元件的主轴刚度采用左右不对称的重新匹配方法,达到改善隔振效果的目的。并将改进后的悬置元件进行定置五个工况隔振率的实车测试,结果表明较原始方案的隔振率有大幅度提升。     

液压悬置隔振特性计算分析与实验研究

首先建立了惯性通道－解耦模式液压悬置隔振系统的非线性力学模型和数学模型，然后以Ａｕｄｉ１００轿车动力总成液压悬置为例，对其正向隔振性能进行了仿真计算和实验研究，理论计算结果与实验结果在０－３００Ｈｚ频段吻合良好。深入分析了液压悬置的各参数对其低、高频隔振性能的影响规律，较详细地阐述了惯性通道－解耦膜式液压悬置的参数选择及匹配方法，从而为经类压悬置了提供了更充分的理论依据。     

发动机半主动液力悬置动特性研究与开发

发动机悬置是隔离发动机振动向驾驶室和基础传递的隔振元件,其设计的优劣直接影响汽车的乘坐舒适性.基于流体力学理论,研究发动机液力悬置惯性通道内阻尼力,对液力悬置建立了力学模型和数学模型,进行了动特性仿真,从流体力学的角度分析了液力悬置的结构参数对其动态特性的影响.进行了液力悬置的台架试验,确定了惯性通道半主动控制式液力悬置的控制律.由此设计开发了通道可调的惯性通道式液力悬置,从而在较宽频带内有效的达到了减振的目的.     

某型商用车司机座椅振动特性研究与优化

对某型商用车中的固定式座椅进行了传递特性研究,利用苏试电动振动台对座椅传递特性进行了试验,并建立了ADAMS动力学模型,利用试验数据验证了模型的准确性,并在此基础上进行了座垫刚度阻尼的优化,仿真表明优化后的座椅能在一定程度上改善座椅舒适度.     

采用磁流变阻尼器的人体座椅悬架系统模糊ANFIS-PID复合控制技术研究

对座椅悬架用单出杆式磁流变阻尼器进行阻尼特性试验,并借助MATLAB多项式拟合工具箱对改进多项式模型中未知参数进行辨识。分析人体振动特性,建立五自由度人体座椅悬架模型。综合模糊控制器与自适应模糊神经推理系统(Adaptive Neuro-Fuzzy Inference System,ANFIS)整定PID控制器的优点,提出一种模糊ANFIS-PID复合控制策略。采用正弦信号作为外界激励,分别对被动悬架、传统模糊控制、ANFIS-PID控制及模糊ANFIS-PID复合控制人体座椅悬架系统进行仿真分析。结果表明,辨识得出的参数和建立的改进多项式模型均可满足后续仿真要求;采用模糊ANFIS-PID复合控制策略的隔振效果明显优于传统模糊控制及ANFIS-PID控制,能有效改善人体座椅悬架系统的行驶平顺性及驾乘人员乘坐舒适性。     

改善大客车驾驶员座椅隔振性能的实践

介绍了大客车座椅振动状况的评价标准，给出了座椅隔振的基本原理，提出了改善大客车座椅振动状况的具体思路，选择具有第二气室的活塞气缸式空气弹簧作为大客车驾驶员座椅的基本隔振元件，对其特性进行了数值仿真，结果表明隔振效果良好。     

变节距悬架弹簧对方程式赛车平顺性的影响

针对大学生方程式赛车座椅与车架为刚性连接,行驶过程中车架振动对驾驶员造成很大影响的问题,分析了赛车变节距悬架弹簧的弹性特性曲线拟合方法,得出了变节距悬架弹簧节距随载荷的变化规律;通过随机输入实验和确定输入实验,对比分析了赛车前悬架分别采用线性弹簧和变节距弹簧对平顺性的影响。实验结果表明：随着车速的提高,车身各测点的最大垂直振动加速度都增大,但采用变节距弹簧的各测点值都小于采用线性弹簧的各测点值;当实验车速为50km/h时,采用变节距弹簧,前轴测点和座椅底板测点的垂直振动加速度均方根值较采用线性弹簧分别减小了11.02％和20.16％,平顺性得到提高。     

装载机驾驶室非线性减振系统试验与优化

以某型装载机驾驶室减振系统为研究对象,通过优化解决了驾驶室振动过大和驾驶舒适性差的问题。以实测的车架振动信号为输入激励,根据驾驶室实际结构简化了驾驶室-座椅-人体的非线性减振系统模型,驾驶室和座椅的垂向振动加速度均方根值的模型输出值和实车试验值最大误差不超过6%。以驾驶室和座椅的垂向加速度均方根值为目标,使用遗传算法进行多目标优化,将优化结果代入模型来验证优化前后的驾驶室与座椅的减振性能。实车试验表明,改进后驾驶室垂向加速度的均方根值减小16%,座椅垂向加速度的均方根值减小53%。     

汽车驾驶座椅的人机工程学设计

运用人机工程学原理,针对汽车驾驶座椅,从驾驶员生理特性与作业环境两个方面分析了影响驾驶舒适性及安全性的原因,在此基础上从坐姿舒适性,振动舒适性,操作舒适性,安全性等四个方面论述了汽车驾驶座椅人机工程学设计,完成了对汽车驾驶座椅从分析-设计的系列开发过程.     

汽车驾驶座椅的人机工程学设计

根据汽车座椅舒适性的影响因素分析,结合并运用人机工程学对汽车座椅进行轻量化的改进,并按照国家法规进行汽车座椅的静强度分析.文中运用Pro/E进行建模,应用ANSYS有限元分析软件对座椅进行有限元分析.结果显示,汽车舒适型座椅由座椅的结构和座椅载荷分布情况确定.文中对座椅骨架的几何模型及有限元分析模型构建进行介绍.     

Simulations of the vibration response of mannequins in car seats by changing parameter and excitation

This study is based on previously developed tools for car seat designers. A simplified modeling approach to predict the vibration response, about an operating point, of mannequin occupied car seats is demonstrated to be feasible. A two-dimensional model, consisting of rigid bodies interconnected by pin joints with torsional dampers, springs and dampers had been developed. The springs and dampers are linear and the nonlinearity in the model is due to geometric effects, although at vibration levels experienced under normal driving conditions a linearized version of the model predicts responses. The effects of changing model parameters on the natural frequencies, the mode shapes and resonance locations in frequency response functions were shown in previous papers. Reasonable qualitative as well as good quantitative agreement between experimental and simulation frequency response estimates is obtained. Especially, k2 parameter, x-directional excitation and matching between the experiment and simulation are considered. The application of these simplified models is in car seat design, where they would facilitate evaluation of the effects of seat design changes prior to prototyping.     

Damping collaborative optimization of five-suspensions for driver-seat-cab coupled system

Both the seat and cab system of truck play a vital role in ride comfort. The damping matching methods of the two systems are studied separately at present. However, the driver, seat, and cab system are one inseparable whole. In order to further improve ride comfort, the seat suspension is regarded as the fifth suspension of the cab, a new idea of“Five-suspensions”is proposed. Based on this idea, a 4 degree-of-freedom driver-seat-cab coupled system model is presented. Using the tested cab suspensions excitations as inputs and seat acceleration response as compared output, the simulation model is built. Taking optimal ride comfort as target, a new method of damping collaborative optimization for Five-suspensions is proposed. With a practical example of seat and cab system, the damping parameters are optimized and validated by simulation and bench test. The results show the seat vertical frequency-weighted RMS acceleration values tested for the un-optimized and optimized Five-suspensions are 0.50 m/s2 and 0.39 m/s2, respectively, with a decrease by 22.0%, which proves the model and method proposed are correct and reliable. The idea of “Five-suspensions” and the method proposed provide a reference for achieving global optimal damping matching of seat suspension and cab suspensions.     

车辆座椅舒适性评价研究综述

车辆座椅是直接关系到乘员驾乘安全、舒适和工作效率的关键部件。座椅舒适性的研究已成为车辆座椅研究的热点之一。通过对国内外研究车辆座椅文献的分析,运用人机工程学原理,对座椅的静态、动态舒适性评价方法进行了系统分析和深入思考,并论述了车辆座椅存在的问题和发展方向。