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轿车半主动悬架构件的疲劳可靠性研究
| 论文题名： | 轿车半主动悬架构件的疲劳可靠性研究 |
| 关键词： | 汽车;半主动悬架系统;疲劳寿命;建模仿真 |
| 摘要： | 汽车是现代社会应用极为广泛的交通工具。近年来汽车的行驶速度显著提高，人们对汽车的行驶平顺性、操纵稳定性和安全性能提出了更高的要求。而电子技术和自动化技术的发展，使越来越多的控制系统运用到汽车当中。其中，磁流变半主动悬架具有结构简单、动态范围宽、能耗低、响应快等特点，是目前电控悬架的研究热点。悬架系统对整车的乘坐舒适性和行驶安全性具有极为重要的影响，悬架系统构件的可靠性是评价汽车质量的重要指标。半主动悬架系统属于较新型的悬架系统，半主动悬架构件的可靠性研究在国内尚不多见。采用合理的疲劳可靠性分析和试验技术，一方面能够缩短半主动悬架构件的设计生产周期，另一方面保证悬架构件在真实运行工况下持续有效的使用而不失效。 本文以半主动悬架构件的疲劳可靠性研究为核心，针对半主动悬架下摆臂进行变车速条件下动态疲劳可靠度的仿真计算，设计了随机最优控制、变论域模糊控制的半主动悬架系统，进行了不同控制方法下悬架下摆臂的疲劳寿命的计算，完成的主要研究工作和成果总结如下: 1)首先回顾了汽车半主动悬架系统的研究进展以及汽车零部件可靠性及疲劳寿命的研究现状，给出了本文的研究内容和创新点。 2)探讨悬架构件材料的疲劳寿命特性，介绍三类典型的疲劳累积损伤理论，分析不同特性载荷作用下采用名义应力法以及局部应力一应变法进行寿命预测的过程。阐述在不同特性载荷作用下进行可靠性计算的一般过程和原理。 3)对两自由度的车辆半主动悬架模型进行研究，推导悬架构件随机动载荷的统计规律的计算方法，建立变车速条件下随机动载荷的概率模型，针对独立前悬架下摆臂，进行动态疲劳可靠度的仿真计算。 4)建立悬架主要构件的有限元模型以及整车多体动力学模型，通过有限元柔性化文件，建立刚柔耦合模型。针对整车ADAM S模型设计了随机最优控制策略，进行ADAM S与Matlab的联合仿真研究，得到下摆臂各连接点的载荷边界条件，在Fatigue中进行下摆臂的疲劳寿命的计算。 5)针对整车ADAM S模型设计变论域模糊控制策略，进行ADAMS与Matlab的联合仿真研究，得到下摆臂各连接点的载荷时间历程，在Fatigue中进行下摆臂的疲劳寿命的计算。 6)进行实车四通道道路模拟机台架试验，检验装备磁流变减振器的半主动悬架的控制效果，并进行下摆臂应变信号的测试。根据实测应变信号在LmsTecware软件中进行下摆臂疲劳寿命的计算。 7)总结了全文的研究内容，对下一步的研究提出一些建议。 |
| 作者： | 梅雪晴 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 王其东 |
| 授予学位： | 博士 |
| 授予学位单位： | 合肥工业大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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