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非公路宽体自卸车性能仿真与匹配优化
| 论文题名： | 非公路宽体自卸车性能仿真与匹配优化 |
| 关键词： | 非公路宽体自卸车;液压举升系统;动力传动系统;匹配优化;性能仿真 |
| 摘要： | 非公路宽体自卸车是一种基于重型自卸车发展起来的特殊非公路车辆，该车辆以其良好的价格优势和优于普通重型自卸车的性能赢得了中小型矿区的青睐。目前国内非公路宽体自卸车正处于产销两旺局面。但国内对于该车型的研发设计工作较少，多通过简单强化方式使其性能满足要求。这种方式使得车型在实际使用过程中出现了出勤率低、经济性差等缺点。本文基于校企合作项目，对某80吨非公路宽体自卸车的关键性能进行了研究。 分析了非公路宽体自卸车的结构特点。对比分析常见的自卸车举升系统的举升形式、控制装置等，设计了适宜非公路宽体自卸车工况的液压举升系统。结合该车型上装部分设计图，建立举升系统数学模型。根据液压系统原理图，对液压缸、液压泵等核心零部件进行参数设计。利用MATLAB软件对举升系统进行初步仿真，验证设计的正确性。 对所设计的液压举升系统利用AMESim软件进行建模分析。利用AMESim软件中的HCD模块和机械模块建立了四级举升液压缸模型。对载荷模型进行了最小二乘法拟合，简化了载荷部分模型。在仿真环境下建立了简化后载荷部分模型，并与液压系统部分联合。仿真分析了举升、下降过程中液压缸行程、车箱举升角、液压缸无杆腔压力随时间变化曲线。仿真结果表明，该液压举升系统波动小、压力稳定，各级液压缸切换时无明显速度和压力波动，满足非公路宽体自卸车使用工况。 在AVL-Cruise软件中建立了非公路宽体自卸车的动力传动系统模型，对其满载爬坡性能、稳态行驶工况和全负荷加速性能进行仿真分析。仿真结果表明该车型动力性良好。对C-WTVC循环工况分析，结合该车型的实际使用工况，建立了适合该类车型的改进型C-WTVC循环工况。在该工况下对其燃油经济性进行分析，得到了非公路宽体自卸车在该循环工况下的百公里油耗及循环过程中速度、加速度以及油耗消耗量曲线，为进一步试验分析和优化提供了参考。 针对动力性和经济性仿真分析结果，对该非公路宽体自卸车进行匹配优化。以变速器各挡传动比和主减速器总传动比作为设计变量，采用加权合成方法得到兼顾经济性与动力性的目标函数，建立约束条件，利用iSIGHT作为优化平台，调用AVL-Cruise进行分析计算。采用试验设计与多岛遗传算法和序列二次规划组合优化策略，对动力传动系统参数进行匹配优化。对优化前后的动力传动系统参数进行比较分析，利用AVL-Cruise软件对动力性及经济性指标进行仿真，结果表明优化在保证动力性前提下提高了经济性。 |
| 作者： | 吴翔宇 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 崔胜民 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工业大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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