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含惯容器的悬架座椅隔振性能研究
| 论文题名： | 含惯容器的悬架座椅隔振性能研究 |
| 关键词： | 惯容器;悬架座椅;剪式座椅;隔振性能;结构设计 |
| 摘要： | 为解决悬架座椅设计中降低固有频率和保证系统刚度之间的设计矛盾，进一步改善悬架座椅舒适性，本文将惯容器运用到悬架座椅系统中。基于人体和座椅在振动环境中相互耦合，建立了人-椅系统研究模型，并通过台架试验和参数识别获得了座椅和人体参数；利用建立的人-椅系统研究模型，分析并比较了两种含惯容器隔振结构的隔振性能，并基于最优隔振结构设计了含惯容器的剪式座椅。 考虑悬架座椅空间的限制和工程实现的难度以及成本的限制，讨论了含一个弹簧、一个惯容器和一个减震器的悬架座椅结构。根据三者的串并联关系选取了两种主要的 ISD（Inerter-Spring-Damper）隔振结构。人体和座椅在振动环境中相互耦合，研究座椅的动力学特性不能撇开人体模型。因此，结合 ISO7962三自由度坐姿人体模型建立了四自由度人-椅系统集中参数模型。通过对悬架座椅进行振动台架试验，获得了激励和响应的加速度信号。对信号进行处理，获得了人-椅系统的传递函数试验数据，结合人-椅系统理论模型，运用最小二乘法对模型参数进行识别，获得了座椅和人体参数，模型拟合优度达98%。 以加权加速度均方根值、座椅有效振动传递率和最大动挠度为评价指标，分析了模型在不同激励特征下的动态响应，惯质系数在不同激励特征下的取值，以及惯质系数对座椅舒适性的影响和惯质系数与阻尼的匹配关系。结果显示，惯容器、弹簧和减震器三者并联结构具有通高频阻低频特性，能降低系统固有频率和提高座椅舒适性，是最适合悬架座椅隔振的隔振结构。舒适性的改善程度和最优惯质系数取值都与激励特征有关。 基于惯容器、弹簧、减震器三者并联的最优隔振结构结合剪式座椅的具体结构，设计了含惯容器的剪式座椅。建立了该剪式座椅的运动微分方程，推导了振动特性参数固有频率、阻尼比、振动传递率以及动挠度幅频特性的理论计算公式，并分析了惯质系数及剪式座椅结构参数对振动特性的影响。结果表明，在合理范围内惯质系数越大，阻尼器与惯容器一体式结构与座椅上板倾角越大，连杆与座椅底座的夹角越小，系统隔振效果越好。 |
| 作者： | 谢张军 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 张志飞 |
| 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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