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车辆悬挂系统优化设计

车辆悬挂系统设计是在保证满足车辆行驶平顺性、操纵稳定性与工作可靠的条件下,确定悬挂系统弹簧刚度与减振器阻尼系数及其结构布置。以往由经验设计方法确定,而没有考虑在一定道路条件下要求达到的机动性指标,属于可行设计范围,而不是优化设计。近十多年来优化设计已在航空、汽车、建筑等领域广泛得到应用,近几年来国内也开展了此项工作。 车辆悬挂系统是一个动态系统,其振动状态随外界激励条件随时间改变。系统的动态特性的数学表达式即数学模型,推导一个合理的数学模型是优化设计的重要内容。动态系统可用微分方程来描述,求解徽分方程即可得动态系统对激励的响应。 图1为五自由度系统的车辆模型,用下列五个变量就可以描述系统瞬时任何位里:车体垂直位移与角位移::与勺,前后车轮位移礼、介,驾驶椅(或发动机)位移z:。丁州:分,劝ze:, 田1五自由度系统车辆振动棋型度和效率比传统方法高得多。 2.目标函数和约束条件 如考虑车辆质量分配系数接近于1,可以将前、后桥振动独...  (本文共11页) 阅读全文>>

《机械设计》1984年02期
机械设计

随机激励时车辆悬掛系统的优化设计

一、优化设计简述 随着生产和科学的发展,传统的设一计步骤和方法已不能满足对设计所提出的更高更严格的要求,尤其对缺乏先例作参考的设计,生产实践已要求设计工作者从被动的安全校核转到积极主动地从各个可行的设计方案中寻求尽一可能完善的或最适宜的方案,即优化设计。所谓最优化设计就是根据最优化原理,用最优化数学方法,在计算机上进行自动设计的过程。用传统方法进行设计时,设计者根据经验和资料进行设计,然后进行校核,一般达到指标使停止。这种方法,除非课题的数学模型特别简单,否则一般得不到最佳方案。而优化设计在方案调整过程中,计算机能按照优化程序将每次求得的新方案的有用信息传递给下一个方案,使优化沿着改善的方向进行。这样工程设计就从被动校核走向主动寻找,就可能从众多个可行的方案中寻找到最优的方案。 (一)目标函救和约束条件 在进行工程优化设计时,常常需要根据间题的客观规律、待点及客观条.。的限制,将工程间题抽象成便于设计计算的数学模型。数学模型一般...  (本文共7页) 阅读全文>>

《火力与指挥控制》2008年S2期
火力与指挥控制

车辆悬挂系统的主动优化控制器设计及仿真

引言车辆减振主要是通过使用车辆悬挂系统来完成。主动悬挂具有外部能源的输入,它能够根据车辆的行驶状态和路面状况做出主动的响应,产生相应的作动力与外部的激励相平衡,从而能够使车辆处于良好的工作状态,提高车辆的乘坐舒适性和操作稳定性。应用于车辆悬挂系统的主动控制方法主要有最优控制、自适应控制、模糊控制和神经网络控制等[1-8]。特征结构配置[9-18]是建立了反馈控制系统的闭环特征值、闭环特征向量以及系统参数之间的联系,且给出了线性反馈控制系统的结构,为控制系统设计提供理论基础。1问题提出考虑车辆悬挂系统,其数学模型可写为如下状态空间形式:¨q-A·q-Cq=B u(1)其中q∈Rn、u∈Rr分别是该系统的状态向量和输入向量;A,C∈Rn×n,B∈Rn×r为适当维数的已知矩阵;且满足:假设A:矩阵对(A,B)是能控的,即rank[A-sI B]=n,s∈C车辆悬挂系统式(1)转化为一阶线性系统·x=A′x+B′u(2)其中x=q·q,...  (本文共4页) 阅读全文>>

北京交通大学
北京交通大学

高速铁道车辆半主动悬挂系统动力学建模优化与仿真分析

随着国内外高速铁路技术的发展,国内旅客列车的运行速度不断提高,既有线提速客车时速已超过200km/h,新建高速铁路列车车速已达到300km/h以上。随着列车速度的提高,轮/轨间作用不断加剧,车辆运动稳定性、运行平稳性以及安全性能受到了严重威胁。如何在高速运行环境下有效抑制车体振动,减小蛇行运动幅值,提高乘客的乘坐舒适性能,增加安全裕量是一项重要的研究内容。本文以减小车体横向振动、提高非线性临界速度和增加安全裕量为目的,从高速铁道车辆建模、悬挂系统优化、磁流变阻尼器建模与半主动控制角度,全面分析了基于磁流变阻尼器的半主动控制系统对高速运行状况下的车辆动力学性能的影响情况。主要研究内容如下:(1)为了找到最佳的悬挂匹配关系以同时保证铁道车辆的运动稳定性、运行平稳性和曲线通过性能,首先采用ADAMS-Matlab联合设计的方法建立高速铁道车辆悬挂系统参数化模型,然后采用多目标遗传算法对悬挂系统进行优化,采用平均值筛选法和容差设计方法在...  (本文共175页) 本文目录 | 阅读全文>>

《兵工学报》2011年09期
兵工学报

基于径向基函数响应面的履带车辆悬挂系统参数优化方法

0引言履带车辆悬挂系统参数决定着车辆的行驶平顺性,而平顺性是履带车辆研制时的重要指标,它反映了乘员的舒适程度,主要影响乘员的持续工作能力、车载仪器和货物的可靠性以及车辆的平均行驶速度。良好的平顺性能够保证乘员在复杂路况下保持良好的心态和反应能力,从而提高乘员的持续工作能力,充分发挥车辆的机动性能。为提高车辆的平顺性,国内外的研究人员利用虚拟样机技术进行了大量的研究。然而针对车辆平顺性的参数优化研究主要集中在汽车领域,在履带车辆领域并不多见。参考文献[1]利用二阶多项式响应面法,以频域内驾驶员位置垂向加速度的均方根值为平顺性评价指标,对履带车辆悬挂系统弹性元件的刚度和阻尼元件的阻尼进行了优化,在一定程度上改善了车辆的平顺性,但该研究忽略了履带板的影响。为找到一种更好的以提高履带车辆平顺性为目标的悬挂系统参数优化设计方法,论文以某型采用扭杆式独立悬挂的轻型高速履带车辆为对象进行研究。首先建立该型车的多体系统动力学模型并进行实验验证,...  (本文共6页) 阅读全文>>

西南交通大学
西南交通大学

新型悬挂式单轨车辆转向架构架结构优化设计与强度分析

悬挂式单轨交通系统具有成本低、工期短、编组灵活、线路适应力强等特点,可有效缓解城市化带来的交通拥堵问题,近年来得到越来越多人的注意,在此背景下,本文设计一种新型悬挂式单轨车辆转向架,并对转向架构架进行结构优化和强度分析。本文首先介绍悬挂式单轨交通系统的特点和发展现状,分析了悬挂式单轨车辆转向架构架的国内外研究现状,总结国内外已有的研究成果,结合我国实际情况,参考日本千叶和德国多特蒙德悬挂式单轨车辆转向架技术,确定车辆的主要技术参数,分析转向架的结构特征和载荷传递过程,得到新型悬挂式单轨车辆转向架的主要结构方案,运用CATIA软件进行转向架三维建模,从中提取构架结构进行强度分析,将构架模型导入HyperMesh中离散为有限元模型,依据BS EN 13749:2011标准和UIC 615-4:1993标准对构架进行静强度分析,共计算16种超常静载荷工况,49种正常运营工况,通过OptiStruct软件在最大超常静载荷工况下对新型悬挂...  (本文共74页) 本文目录 | 阅读全文>>