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悬架性能参数的优选基于多体理论的空气悬架系统研究

时间:2023-09-22 理论教育 版权反馈
【摘要】:悬架的刚度是悬架最基本也是最重要的参数,由于空气悬架的非线性,优化起来比价困难,因此本书用一线性弹簧来代替空气弹簧,线性弹簧的刚度定为空气弹簧设计高度的刚度。由于在设计高度附近,空气弹簧的刚度变化不大,这种替代是可行的。则系统的优化转变为普通弹簧的悬架参数的优化。表5-4 优化前后的悬架参数以上参数的优化是基于线性弹簧悬架进行的,需要变换回空气悬架。

悬架性能参数的优选基于多体理论的空气悬架系统研究

悬架的刚度是悬架最基本也是最重要的参数,由于空气悬架的非线性优化起来比价困难,因此本书用一线性弹簧来代替空气弹簧,线性弹簧的刚度定为空气弹簧设计高度的刚度。由于在设计高度附近,空气弹簧的刚度变化不大,这种替代是可行的。则系统的优化转变为普通弹簧的悬架参数的优化。

选择前后桥悬架的刚度kf,kr 作为设计变量,即

并设定刚度的变化范围为±20 N/mm,以上一小节提出的质心处的加权加速度均方根值为目标函数,按照普通悬架系统的优化方法进行参数优选,优化后的前后悬架刚度和加权加速度均方根值如表5-4所示。

表5-4 优化前后的悬架参数

以上参数的优化是基于线性弹簧悬架进行的,需要变换回空气悬架。本书前面提到,在设计高度,空气弹簧刚度与压力是线性的,所以可以由悬架的刚度推知此时空气弹簧的内部压力,由图5-5,可以查到优化后前后悬架的压力分别为78.31 Psig和78.63 Psig。

空气弹簧的负载可由下式计算:

并且前文提到,空气弹簧的有效面积在不同的压力下是一样的,将前文推出的空气弹簧有效面积的计算式带入上式,得(www.xing528.com)

则可以得到优化后前后悬架的负载曲线,如图5-6和图5-7所示。

图5-6 前空气弹簧负载特性

图5-7 后空气弹簧负载特性

将优化后的空气弹簧的非线性负载特性输入低地板城市客车虚拟样机中,进行平顺性仿真和稳态转向特性仿真,计算得到的车辆质心垂向加权加速度加速度均方根值为0.4238 m/s2,稳态转向特性如图5-8所示,从图中可以看出,稳态转向特性呈明显的不足转向特性,与原来的数据相比,不足转向度增加。

图5-8 稳态转向特性

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