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基于多体动力学和有限元的矿用卡车麦弗逊悬架系统设计与优化
| 论文题名： | 基于多体动力学和有限元的矿用卡车麦弗逊悬架系统设计与优化 |
| 关键词： | 矿用卡车;麦弗逊悬架;多体动力学;强度分析;优化设计 |
| 摘要： | 悬架作为现代卡车中的重要组成部分，其运动学特性直接影响卡车的平顺性和操纵稳定性，其结构强度对卡车在运行中安全性有着极其重要的影响。所以从运动学、动力学方面对悬架进行分析优化是卡车设计开发工作的核心方向之一。 本文针对麦弗逊悬架在大型非公路车辆上应用关键技术，建立整车多体运动学模型，编写针对悬架硬点坐标的参数化分析与优化软件，并对悬架硬点进行筛选与优化。采集典型道路工况，建立整车多体动力学模型，获取悬架有限元模型的边界载荷，对悬架关键部件进行有限元仿真分析。主要工作如下： （1）围绕矿用卡车麦弗逊悬架的运动学特性分析优化问题，建立麦弗逊悬架的多体运动学模型，采用双侧车轮同向跳动分析法，进行运动学仿真与分析；基于ADAMS二次开发，编写麦弗逊悬架运动学参数化分析优化软件，选取影响较大的硬点坐标为设计变量，对悬架系统进行优化设计。 （2）针对矿用卡车典型工况鲜有研究和整车多体动力学模型输入激励缺少的问题，围绕矿山平直路、单侧工装道路、双侧工装道路三种典型工况，基于数据采集系统对道路激励进行采集分析。 （3）针对矿用卡车麦弗逊悬架及转向系统多体动力学问题，采用道路激励信号和多体动力学模型相结合的方法，实现麦弗逊悬架及转向系统关键部件受力提取。建立矿用卡车多体动力学模型并验证其合理性，结合采集的路面激励信号，对整车进行动力学分析，指出悬架系统待优化之处，并获得关键部件的边界载荷。 （4）围绕矿用卡车麦弗逊悬架及转向系统关键部件强度问题，建立麦弗逊悬架转向系统的有限元模型。通过有限元分析，获得悬架关键部件在三种典型工况下的强度特性。基于悬架运动学优化和有限元分析结果，对转向节臂和中心摇臂进行优化设计。 |
| 作者： | 罗俊文 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 张建润 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东南大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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