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原文传递油气弹簧特性研究及参数化设计

论文题名：	油气弹簧特性研究及参数化设计
关键词：	油气弹簧;重载车辆;非线性特性;行驶平顺性;参数优化
摘要：	油气弹簧作为油气悬架的核心元件之一，具有非线性刚度特性、非线性阻尼特性、体积小、重量轻等优点，在越来越多的车辆，尤其是重载车辆上发挥着重要的作用。本文以油气弹簧作为研究对象，对油气弹簧进行结构设计、数学建模、特性分析以及参数优化等。　　根据设计要求，设计一款单气室油气混合式油气弹簧，阐述了单气室油气混合式油气弹簧的工作原理，对油气弹簧进行了结构设计，对关键零件进行静力学分析校核，并对油气弹簧密封件的密封性能进行分析。　　建立了油气弹簧的数学模型，针对油气弹簧非线性特性进行理论与仿真分析，得出了阻尼孔直径、活塞杆直径、缸筒直径对油气弹簧阻尼特性的影响，以及初始气体体积、初始气体压力对油气弹簧刚度特性的影响；利用Fluent软件对单气室油气弹簧流场特性进行分析。　　使用滤波白噪声的理论方法构建了随机路面在时域上的模型，建立了1/4车辆的动力学模型，并基于车辆行驶平顺性的要求，对油气弹簧的结构参数使用遗传算法进行优化，优化过程包括明确需要优化的目标函数、选择合适的设计参数以及给定参数的约束条件，得到优化前后车身的振动变化情况。　　对油气弹簧的阻尼特性展开研究，首先阐述了阻尼特性产生的内在机理，然后分析了常见形式的阻尼孔的压力流量特性，针对以往的研究中经常忽略阻尼孔的局部阻力的问题，从阻尼孔消耗能量的角度出发，设计并分析了不同形式的阻尼孔的阻尼特性，得出了消耗能量较多的阻尼孔的形式。　　最后在前面理论研究、仿真分析与参数优化的基础上，开发了油气弹簧设计软件，可以有助于提高油气弹簧设计的效率。
作者：	王锁
专业：	机械工程
导师：	姜继海
授予学位：	硕士
授予学位单位：	哈尔滨工业大学
学位年度：	2021