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基于钢丝绳弹簧的车载担架-卧姿人体系统隔振设计研究
| 论文题名： | 基于钢丝绳弹簧的车载担架-卧姿人体系统隔振设计研究 |
| 关键词： | 救护车;车载担架卧姿人体系统;钢丝绳弹簧;隔振性能;优化设计 |
| 摘要： | 医疗运输救护工作中,运输车辆的振动会导致病人和伤员的病情或伤势恶化,是影响病人或伤员生命安全和康复的重要因素。但救护车一般采用非独立悬架,改装车辆悬架成本较高。因此,车载担架系统本身的减振设计是解决振动问题的关键。在减振设计中,对隔振器参数的优化设计是实现减振效果的重要途径。本论文以某型号救护车搭载的车载担架-卧姿人体系统为研究对象,分析了车辆-担架-卧姿人体的振动特性,对隔振器的刚度、阻尼及位置参数进行了优化设计。 首先对隔振器进行分析。根据钢丝绳弹簧进行静力学特性分析,在此基础上再进行动态特性分析,得出钢丝绳弹簧各振动参数对振动的影响和随频率变化的各振动特性曲线,并针对不同激励下振动方程的频率特性进行分析。 然后对车载担架系统进行多体动力学建模。根据前人经验将卧姿人体简化为线性的质量刚度阻尼模型,并考虑担架系统在水平方向和垂向两个方向的振动。将卧姿人体、车载担架以及隔振器等效成多体动力学模型,考虑车辆运输质量比例,将车厢底板振动信号作为激励输入到车体模型中,计算卧姿人体头部、胸腹和下肢等部位振动响应结果,并利用ADAMS软件进行验证。 最后,将卧姿人体舒适度评价作为目标,将隔振器的刚度、阻尼和位置参数作为设计变量,对车载担架-卧姿人体系统进行优化设计。考虑到优化容易陷入局部最优解问题,在优化前对振动系统进行正交试验设计,将正交试验设计所设定的参数组中结果最好的几组作为优化起点,使用模拟退火算法对振动系统进行参数优化,根据优化结果,引入转动方向加速度均方根值作为优化目标,通过多目标退火算法优化,最终得到减振方案的参数。 设计小车试验进行水平方向和垂直方向的振动实验,利用楔形木块的斜面和垂直端分别对小车施加水平方向和垂直方向的冲击,并利用LMS振动测试系统对小车底板和担架系统上方相应位置进行振动加速度时间历程测试,验证减振方案的有效性和模型的正确性。 |
| 作者： | 李维伟 |
| 专业： | 动力工程 |
| 导师： | 张俊红;石旭东 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 天津大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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