悬架作用与力学特性
- 格式:ppt
- 大小:829.00 KB
- 文档页数:17
全地面起重机的独有技术底盘设计技术中的关键是油气悬架系统和多桥转向系统设计,这两项技术是全地面起重机的独有技术。
下面对油气悬架系统进行探讨。
[1]油气悬架系统多桥底盘的必要条件,除了能起到多轴平衡的作用外,还能起到增加整机侧倾刚度、克服制动前倾、调节车架高度和锁死悬架等功能。
油气悬架系统由油气弹簧和配流系统组成。
油气弹簧是用气体作为弹性元件,在气体与活塞之间引入油液作为中间介质;而配流系统则利用油液的流动,平衡轴荷、阻尼振动、调节车身高度等。
油气悬架系统有以下优点。
增强承压能力油气弹簧以钢筒蓄能器作为弹性元件,能够承受很高的压力,通常可达20MPa,因而体积小、质量轻,用于重载轴荷时质量比钢板弹簧轻50%以上。
提高行驶的平顺性油气弹簧可以获得很好的弹性特性曲线和较低的固有频率,因而汽车的行驶平顺性和舒适性大大优于钢板弹簧悬架,并减小了整车对地面的冲击力。
油气悬架的变刚度弹性特性曲线可以防止发生悬架击穿,对于越野行驶非常重要。
有效地平衡轴荷油气悬架系统可以通过管路的连接,将不同车轴的油气弹簧油缸连接起来,起到平衡轴荷作用。
增加整机的侧倾刚度当车辆转弯时,由于离心力的作用,重心转移,因而整车明显倾斜。
油气悬架系统将左、右油气弹簧串联,可以大大加强整车的侧倾刚度。
选择油气悬架液压缸最佳大、小腔面积比可以获得理想的侧倾刚度。
同理,如果将前、后油气弹簧油缸串联,可以提高整机纵角向刚度,克服制动点头现象。
在技术方面已经达到一个新的高度了,不过也不能利用技术去做一些比较危险的项目,不要挑战临界值,最好能在保证安全的情况下工作。
从安全的角度讲完全不可以不支腿吊重,这样很危险,尤其是车身是使用弹簧钢板的吊车更不行。
编辑本段全地面起重机制动安全性能分析1、制动系统选型分析1.1 制动系统简介QYU160行车制动采用双管路气制动,连续制动采用液力阻尼器,手制动采用气控弹簧加载来实现,行车制动器采用气压驱动楔块式张开装置的双向双领蹄制动器结构。
汽车主动悬架系统建模及动力特性仿真分析对于汽车主动悬架系统建模和动力特性仿真分析,可以分为两个方面,即建模和仿真。
首先是汽车主动悬架系统的建模。
建模的目的是通过数学方程和物理模型来描述悬挂系统的运动和特性。
建模可以从两个方面入手,一是车辆运动模型,二是悬挂系统模型。
车辆运动模型是描述车辆整体运动的数学模型,它包括车辆的质心、惯性力、加速度等参数,并考虑到车辆在不同路面条件下的受力情况。
一般可以采用多自由度的运动方程来描述车辆的运动。
悬挂系统模型是描述悬挂系统特性的数学模型,它包括弹簧、阻尼、悬挂支架等组成部分,并考虑到悬挂系统的动力学特性,如频率响应、刚度、阻尼等参数。
根据悬挂系统的工作原理和设计参数,可以建立悬挂系统的数学模型。
其次是动力特性的仿真分析。
仿真分析的目的是通过数值计算和仿真模拟来模拟和预测悬挂系统在不同工况下的动力特性。
可以通过将建立的悬挂系统模型和车辆运动模型导入仿真软件中进行仿真分析。
动力特性的仿真分析包括四个方面:路面输入、悬挂系统响应、车辆运动和动力性能评估。
路面输入是指对车辆行驶过程中的路面输入进行模拟和预测,可以通过信号生成器生成不同频率、振幅和相位的路面输入信号。
悬挂系统响应是指悬挂系统对路面输入做出的响应。
可以通过差动方程、拉普拉斯变换等方法来求解悬挂系统的动态响应,并得到悬挂系统的频率响应曲线、阻尼比、刚度等参数。
车辆运动是指车辆在不同路面输入下的运动情况,包括车辆的加速度、速度、位移等参数。
可以通过对车辆运动模型进行数值计算和仿真模拟来模拟和预测车辆的运动情况。
动力性能评估是指对悬挂系统的性能进行评估和比较,可以通过对悬挂系统的频率响应、稳定性、舒适性等指标进行计算和分析,来评估悬挂系统的动力性能。
总的来说,汽车主动悬架系统的建模和动力特性仿真分析是一项复杂而又重要的任务,通过对悬挂系统的建模和仿真,可以帮助设计和优化悬挂系统,提高车辆的悬挂效果和驾驶舒适性。
1 绪论随着社会的发展和文明的进步,汽车作为一种交通工具,已成为人们出行的主要选择,汽车乘坐的安全性、舒适性已成为世人关注的焦点。
汽车作为高速客运载体,其运行品质的好坏直接影响到人的生命安全,因此,与乘坐安全性、舒适性密切相关的轿车动力学性能的研究就显得非常重要。
悬架系统汽车的一个重要组成部分,它连接车身与车轮,主要由弹簧、减震器和导向机构三部分组成。
它能缓冲和吸收来自车轮的振动,传递车轮与地面的驱动力与制动力,还能在汽车转向时承受来自车身的侧倾力,在汽车启动和制动时抑制车身的俯仰和点头。
悬架系统是提高车辆平顺性和操作稳定性、减少动载荷引起零部件损坏的关键。
一个好的悬架系统不仅要能改善汽车的舒适性,同时也要保证汽车行驶的安全性,而提高汽车的舒适性必须限制汽车车身的加速度,这就需要悬架有足够的变形吸收来自路面的作用力。
然而为了保证汽车的安全性,悬架的变形必须限定在一个很小的范围内,为了改善悬架性能必须协调舒适性和操作稳定性之间的矛盾,而这个矛盾只有采用这折衷的控制策略才能合理的解决。
因此,研究汽车振动、设计新型汽车悬架系统、将振动控制在最低水平是提高现代汽车性能的重要措施[1][2]。
1.1 车辆悬架系统的分类及发展按工作原理不同,悬架可分为被动悬架(Passive Suspension)、半主动悬架(Semi-Active Suspension)和主动悬架(Active Suspension)三种,如图1.1所示[3]。
(a)被动悬架 (b)全主动悬架 (c)半主动悬架图 1.1 悬架的分类图1.1中Mu为非簧载质,Ms为簧载质量,Ks为悬架刚度,Kt为轮胎刚度;C1为被动悬架阻尼,C2为半主动悬架可变阻尼,F为主动悬架作动力。
目前我国车辆主要还是采用被动悬架(Passive Suspension)。
其两自由度系统模型如图1.1(a)所示。
传统的被动悬架一般由参数固定的弹簧和减振器组成,其弹簧的弹性特性和减振器的阻尼特性不能随着车辆运行工况的变化而进行调节,而且各元件在工作时不消耗外界能源,故称为被动悬架。
汽车底盘悬架系统的动力学建模与优化设计作为汽车底盘中重要的一部分,悬架系统承担着车身支撑以及减震的重要功能。
一个优秀的悬架系统可以提供良好的操控性和驾驶舒适性,对汽车的性能和安全性有着至关重要的影响。
本文将探讨汽车底盘悬架系统的动力学建模与优化设计,旨在提升汽车悬架系统的性能。
一、悬架系统动力学建模悬架系统的动力学建模是优化设计的基础。
动力学建模的目的是描述悬架系统在不同工况下的运动规律和力学特性。
常用的悬架系统动力学模型包括质点模型、弹簧-阻尼-质量模型以及多体动力学模型等。
质点模型是最简单的悬架系统动力学模型,它基于质点运动学和动力学原理来描述悬架系统的运动规律。
质点模型可以用来分析悬架系统的振动特性和悬架与车身的相对运动。
弹簧-阻尼-质量模型是一种常用的悬架系统动力学模型,它把悬架系统看作是由弹簧、减震器和质量单元组成的动力学系统。
这种模型能够更加准确地描述悬架系统的力学特性,包括悬架系统的减震性能和下垂量等。
多体动力学模型是最复杂的悬架系统动力学模型,它考虑了悬架系统的多个部件之间的相互作用。
多体动力学模型可以有效地预测悬架系统在复杂路况下的运动规律和力学响应。
二、悬架系统优化设计基于悬架系统的动力学模型,可以进行悬架系统的优化设计。
悬架系统的优化设计旨在提升汽车的操控性、驾驶舒适性和安全性。
1. 悬架系统刚度与减震器调校悬架系统刚度对汽车的操控性和驾驶舒适性有着重要的影响。
较高的悬架系统刚度可以提高车辆的操控性能,但对驾驶舒适性会产生不利影响。
因此,在悬架系统的优化设计中,需要根据车辆的使用环境和性能要求来选择合适的悬架系统刚度。
减震器是悬架系统中起到减震功能的重要部件。
通过对减震器的调校,可以改善车辆在不同路况下的驾驶舒适性和操控性能。
减震器调校需要考虑悬架系统的刚度、减震器特性以及车辆的动力学特性等因素。
2. 悬架系统动态特性与操控性优化悬架系统的动态特性对车辆的操控性能有着重要的影响。
第二章悬架系统特性1)悬架系统的作用:提高舒适性,降低地面不平度对车身的振动,是行驶平顺的研究对象;2)悬架的功能:缓冲、减振;3)悬架对车辆性能的影响:转向时,由于悬架系统的存在,使得车身在离心力的作用下会出现侧倾,从而造成左、右车轮的垂直载荷分配不均,引起左、右两侧车轮的地面附着力的变化,而其将对车辆操纵稳定性带来影响,因此,悬架分析又是操纵稳定性分析中的重要内容。
悬架系统既是平顺性研究又是操纵稳定性研究的重要内容。
4)悬架的类型:根据车辆左、右两个半轴是否连在一起,将悬架分为:独立悬架、非独立悬架。
独立悬架-两半轴是分开的,非独立悬架-两半轴是连在一起的。
非独立悬架独立悬架独立悬架又有:单横臂独立悬架双横臂独立悬架悬架的特性主要体现在刚度上,为此本章主要分析几种典型悬架的刚度特性。
2.1 扭杆悬架扭杆悬架的特点:结构简单、工作可靠、使用寿命长、单位质量变形能大。
扭杆弹簧在A处,垂直纸面向里(一)参数说明:1)d-扭杆直径;2)L-扭杆工作长度;3)a-平衡肘长度;4)α-平衡肘的初始安装位置与水平线的夹角;5)α-负重轮受力后平衡肘的与水平线的夹角,规定在水平线以下为正,水平线以上为负。
(二)受力分析平衡肘在受到垂直方向的力P作用时,扭杆一端从α位置变到了α位置,则在扭杆上作用的扭矩为M:=cosM Paα设在扭矩M 作用下,扭杆的扭角为:0M L G Jθαα=-=式中,J 为扭杆断面的极惯性矩,对实心圆杆有:440.132d J d π=≈;G 为扭杆材料的切变弹性模量(对钢,74530.5~79433.8G M P a =)。
由上两式可得:()0cos G J P La ααα-=由于刚度是力对位移的微分,所以要求刚度,还得需要确定位移。
负重轮行程为:()0sin sin f a αα=-则可得扭杆悬架的线刚度为:()0221cos x dPtg dPG J d m df df La daααααα--=== 把J 的表达式代入上式得:()4022132cos x tg G d m Laαααπα--=当0α=时,即平衡肘处于水平位置,此时可得 40232x G d m Laπ=(三)扭杆悬架刚度特性的影响因素 1)扭杆直径d 的影响,d 越大,刚度越大; 2)扭杆工作长度L 的影响,L 越长,刚度越小; 3)平衡肘长度a 的影响,平衡肘越长,刚度越小; 4)工作位置α的影响。