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汽车半主动悬置流固耦合建模与控制策略研究
| 论文题名： | 汽车半主动悬置流固耦合建模与控制策略研究 |
| 关键词： | 半主动悬置;流固耦合;参数辨识;振动特性;有限元仿真 |
| 摘要： | 汽车作为一种交通运输工具经历了上百年的发展，人们对它的性能要求越来越高。不仅要求汽车的质量要比较轻以达到节约能耗的目的，而且要求汽车的乘坐舒适性要好，给乘客带来愉悦的体验，这就给汽车的隔振提出了更高的要求。汽车行驶时主要受到两方面的激励，一是路面不平带来的路面随机激励，二是汽车发动机带来的不平衡惯性激励。随着道路条件的改善，路面激励已经大大减小，而发动机激励就成为了隔振的一个主要问题。发动机激励通过悬置向车身传递振动能量，提高悬置的隔振效果是改善乘坐舒适性的主要手段。主动悬置可以达到理想的隔振效果，但结构复杂，成本高昂，能耗大以及可靠性较低，很难大规模推广应用。半主动悬置成本较低，可靠性好，已开始在高级轿车上获得应用，成为汽车NVH的核心关键技术之一。研究和开发汽车发动机半主动悬置系统，对大幅度提升国产轿车的NVH特性，改善汽车乘坐舒适性，具有重要的理论意义及工程应用价值。 本文通过对标分析、流固耦合建模、样件开发等手段，探索半主动液压悬置正向开发的设计理论和方法。主要研究内容如下： ①阐述了半主动悬置结构设计、参数辨识以及控制策略的国内外研究现状，提出了本文的主要研究内容； ②对比分析了半主动液压悬置的结构形式及工作特点，确定了半主动悬置样件开发的结构设计方案。以某轿车的悬置设计目标为依据，对半主动悬置进行了结构参数设计，完成了半主动悬置的样件开发和性能测试。建立了半主动悬置集总参数模型，深入分析了半主动悬置动特性曲线极值特性； ③建立了半主动悬置三维模型，利用流固耦合理论对半主动悬置进行有限元仿真，提取了半主动悬置集总参数模型中的各个参数，得到了半主动悬置的动态特性曲线。对半主动悬置开发的样件进行试验，试验结果与仿真结果对比，验证了半主动悬置仿真模型的正确性； ④建立了基于整车的半主动悬置系统动力学模型，分析了怠速、启动、冲击等不同工况下车辆的振动特性，对比了半主动悬置不同模式对车辆振动的影响情况，制定出了相应的半主动悬置控制策略； ⑤制定了半主动悬置实车测试方案，测试了怠速、启动及冲击等不同工况下的整车振动数据，对比分析了半主动悬置不同模式下整车的振动情况，验证了半主动悬置控制策略的可行性。 研究结果表明：半主动悬置的结构设计满足汽车的隔振需求；半主动悬置的有限元流固耦合仿真模型能有效预测悬置的性能；半主动悬置的控制策略正确可行，满足了汽车不同工况下对悬置性能的要求。 |
| 作者： | 犹佐龙 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 郑玲 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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