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忆惯容器非线性悬架系统的网络综合设计方法研究
| 论文题名： | 忆惯容器非线性悬架系统的网络综合设计方法研究 |
| 关键词： | 车辆非线性悬架;忆惯容器;网络综合法;隔振性能;载荷适应性 |
| 摘要： | 惯容器代替质量元件形成了“惯容-弹簧-阻尼”（ISD，Inerter-Spring-Damper）悬架结构新体系，为被动悬架的发展开辟了一条新途径。利用具有可变参数的非线性被动元件替代线性元件成为了传统被动悬架发展的新方向。目前，非线性的阻尼及弹簧元件已被广泛研究，而非线性惯容器及其在悬架上的应用却鲜有报道，非线性惯容器悬架的结构与参数设计仍是一个难题。在此背景下，本文根据能量方法证明了忆惯容器的等效惯质定理，并基于等效惯质定理提出了一种忆惯容器非线性悬架系统的网络综合设计方法，设计了一阶及高阶忆惯容器悬架结构。 首先，阐述了线性元件和记忆元件的本构关系，分析了液力式忆惯容器装置的惯质特性和记忆特性。基于能量方法证明了忆惯容器的等效惯质定理，分析了忆惯容器对初始位移的自适应性。 其次，基于忆惯容器的等效惯质定理，提出了一种忆惯容器非线性悬架系统的网络综合方法，即通过阻抗综合法获得忆惯容器悬架结构，运用悬架系统网络工作点综合方法确定忆惯容器悬架参数。仿真分析结果验证了忆惯容器悬架的载荷适应性。 再次，建立了含寄生阻尼的忆惯容器装置模型和忆惯容器悬架的1/4车辆模型，以线性惯容器悬架作为忆惯容器悬架的比较对象，分析了忆惯容器悬架在正弦激励、脉冲激励和随机输激励下的响应特性。仿真结果表明，与线性惯容器悬架相比，忆惯容器悬架在不同载荷下均能够改善车辆的平顺性和轮胎接地性，在空载时最为明显，说明忆惯容器悬架具有良好的隔振性能和载荷适应性。 最后，研制了三元件串并联忆惯容器悬架系统和线性惯容器悬架系统的样机，并在INSTRON8800单通道激振台上进行1/4车辆台架试验。结果表明，与线性惯容器悬架相比，忆惯容器悬架在保证车辆行驶稳定性和安全性的同时，改善了车辆在不同载荷下的行驶平顺性，证明了采用网络综合法设计的忆惯容器悬架具有良好的载荷适应性和综合性能。 |
| 作者： | 韦颢 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 聂佳梅 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 江苏大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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