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多极限工况下悬架关键紧固件的设计与优化
| 论文题名： | 多极限工况下悬架关键紧固件的设计与优化 |
| 关键词： | 悬架紧固件;极限工况;弹簧刚度;减震器阻尼;整车模型 |
| 摘要： | 随着车辆日新月异的发展，人们除了追求车辆的速度与外形外，越来越注重车辆自身的安全性能。紧固件是用来连接一个或多个零件使之成为一个整体的机械零件，在车辆系统中处于举足轻重的地位。在车辆的高速行驶过程中，一旦关键紧固件出现断裂或者崩溃，车辆将会出现无法预计的后果，因此在设计时就应使紧固件的强度保证整车的安全性能。同时紧固件若出现松动，不仅仅引发整车出现振动噪音等问题，而且会带来车辆的安全隐患，因此需要一套准确的方法来保证底盘紧固件的连接可靠性。 目前对于紧固件的研究只局限于紧固件本身的性能研究和泛型选型。国内针对车辆紧固件的选取方法参差不齐，紧固件的设计通常是先继承之前同类车型的紧固件型号或者利用经验公式进行初步设计，然后通过路试验证所选紧固件型号的准确性。在企业中采用的经验公式又存在诸多安全系数，难以保证经验公式的准确性，而且在计算过程中运用手工计算，效率低下。 本文提出了一种利用车辆数学模型来解决车辆在多极限工况下的悬架紧固件选型问题的方法。并针对目前整车模型建模复杂、准确性低的特点，对这种方法进行了优化，使之通用化、简单化。具体的研究内容如下： 首先将车辆十几种常用的危险行驶工况利用行驶动力学原理进行分析，归纳为三个基本的数学模型，并分析了各个危险工况下的加速度极限值。同时并编写了相关的车辆多极限工况四轮受力分析软件。其次建立准确的各个子系统模型并装配成整车模型，同时也进行了相关的整车模型合理性验证。通过整车的试验工况仿真对数学模型进行了验证，证明了数学模型的合理性。 接下来利用多体动力学软件建立了准确的前后悬架模型并进行了相关的K&C试验验证。在上述工作的基础上进行危险工况受力加载并提取紧固件受力。利用一个减震器上支点的实例对该方法进行了详细说明。最后基于悬架的弹簧刚度以及减震器阻尼这两个悬架特性参数，利用insight模块对危险工况下紧固件处受力的最大值进行了优化，完成了悬架螺栓预紧力的计算与扭紧扭矩的设计。 在验证极限工况受力分析准确性的基础上，该设计方法可以直接利用数学模型求解轮胎处的受力。同时悬架模型建立过程简单，仿真分析结构准确，具有较高的效率和良好的重复性。 |
| 作者： | 王刚 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 胡朝辉;高晖 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 湖南大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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