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动力吸振型非线性ISD悬架载荷适应性分析与试验
| 论文题名： | 动力吸振型非线性ISD悬架载荷适应性分析与试验 |
| 关键词： | 非线性惯容器;悬架系统;载荷;被动自适应;台架试验 |
| 摘要： | 使用惯容器取代传统质量元件，推动了动力吸振技术在车辆工程中的应用与发展。动力吸振型“惯容-弹簧-阻尼”（Inerter-Spring-Damper,ISD）悬架的结构简单，能够提高车辆的行驶平顺性与操纵稳定性。但当车辆载荷变化时，使用定惯质惯容器的线性ISD悬架与车身主振系的动力学耦合关系会随之改变，影响了悬架动力吸振效果，限制了悬架性能的进一步提高。本文结合动力吸振技术与非线性液力惯容器惯质位移相关特性，发展了一种吸振质量可被动跟随载荷变化的动力吸振型非线性ISD悬架，进一步改善悬架在不同车辆载荷下的性能。动力吸振型非线性ISD悬架符合悬架元件的非线性发展趋势，同时具有结构简单、无需能量输入、易于实车布置等特点。 首先，介绍了液力惯容器的工作原理，建立了非线性液力惯容器的模型，分析了非线性惯容器的惯质位移相关特性。应用非线性惯容器至单质量悬架系统中，通过频率响应特性验证了不同车身质量下非线性惯容器与定惯质惯容器的等效关系，为后文非线性ISD悬架的载荷适应性分析奠定了理论基础。 其次，结合动力吸振技术与非线性惯容器的惯质位移相关特性，以提高悬架的载荷适应性为目的，发展了一种吸振质量可跟随车辆载荷变化的动力吸振型非线性ISD悬架。设计了适用于非线性ISD悬架综合性能优化的遗传算法程序，优化了非线性ISD悬架系统的关键参数。 再次，考虑非线性液力惯容器运行过程中油液的流动压力损失，搭建更为精确的非线性ISD悬架数学模型，对不同载荷下非线性ISD悬架的正弦与随机输入响应进行了仿真分析。结果表明，非线性ISD悬架具有载荷被动自适应性，能够通过跟随载荷变化被动调节非线性惯容器的惯质特性来提高目标车辆的行驶平顺性与操纵稳定性。 最后，设计了非线性ISD悬架系统样机，开展了不同载荷、路面条件下的台架试验。结果表明，与定惯质ISD悬架比较，非线性ISD悬架可明显提升悬架低频段性能，有效抑制了车身垂向振动与车轮跳动，较好协调了行驶平顺性与操纵稳定性。同时该悬架无需能量输入，不依赖控制系统，能够实现车辆载荷的被动自适应。 |
| 作者： | 李恒 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 张孝良 |
| 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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