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分析平顺35100型矿用自卸车操纵稳定性和平顺性协同优化

收藏本文 2024-03-24 点赞:23287 浏览:99888 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:操纵稳定性和行驶平顺性作为汽车的两大主要性能,不仅直接影响着操纵的稳定性、安全性以及乘员的乘坐舒适性,还间接影响着整车的动力性、燃油经济性及零部件的利用寿命。矿用自卸车运转环境复杂,工作条件恶劣,由此矿用车的操纵稳定性和行驶平顺性尤为重要,而考虑能的耦合联系并对其进行协同优化也具有十分重要的作用。协同优化是近十几年进展起来的一种两层系统优化策略,在航空航天领域已得到长足进展和广泛运用,而在复杂工程机械系统领域的探讨才刚刚起步。本论文以35100型电动轮矿用自卸车的协同优化设计为实际工程背景,综合考虑矿用车的操纵稳定性和行驶平顺性之间的耦合联系,避开了以往优化设计中只考虑单个性能的片面性,具有重要的论述作用和工程价值。本论文首先阐述了协同优化论述和多体动力学论述;然后采取ADAMS软件建立矿用自卸车的整车动力学模型,并进行了矿用车操纵稳定性和行驶平顺性的虚拟试验仿真;最后以油气悬架的特性参数和结构参数为变量,将响应面策略运用到矿用车操纵稳定性和行驶平顺性的协同优化中,达到优化的目的。本论文主要探讨内容包括:1.探讨了协同优化论述,浅析了车辆动力学系统的数学建模策略和仿真模型参数获取策略。分别建立了油气悬架系统、转向系统、轮胎、路面等子系统,并施加相应的运动副以及在运动副上加入相应的力和力矩,在此基础上建立了矿用自卸车动力学模型。2.根据国标和ISO标准,建立了矿用自卸车操纵稳定性和行驶平顺性的评价策略和计分公式,并对矿用车操纵稳定性的稳态回转试验,转向回正试验和蛇行试验以及平顺性的随机输入试验和脉冲试验进行虚拟试验仿真。通过变换、计算得到矿用车各性能的评价指标和计分值,对矿用车的性能进行了初步评价。3.建立了矿用车协同优化的数学模型,以悬架系统的特性参数和结构参数为设计变量,以矿用车操纵稳定性和平顺性作为响应目标,对悬架参数进行灵敏度浅析,以而确定出对整车性能影响较大的6个参数作为后续优化的设计变量。4.设计二次通用旋转组合设计表对试验进行优化设计,并计算出回归系数得到矿用车协同优化的响应面模型。通过显著性检验,验证响应面模型的准确性。5.利用MATLAB优化工具优化出最优解,并对优化前后矿用车操纵稳定性和行驶平顺性的进行仿真和比较浅析。关键词:矿用自卸车论文油气悬架论文操纵稳定性论文平顺性论文协同优化论文响应面论文

    摘要5-6

    Abstract6-11

    第1章 绪论11-17

    1.1 课题探讨的背景和作用11-13

    1.1.1 课题的背景11-12

    1.1.2 课题的作用12-13

    1.2 操纵稳定性的探讨历史与近况13-14

    1.3 平顺性的探讨历史与近况14-15

    1.4 课题的探讨内容15-17

    第2章 协同优化和多系统统动力学论述17-24

    2.1 协同优化策略17-21

    2.1.1 协同优化的数学描述17-20

    2.1.2 协同优化的优缺点20

    2.1.3 协同优化的工程作用20-21

    2.2 多系统统动力学21-23

    2.2.1 多系统统动力学的建模策略21-22

    2.2.2 多系统统动力学的探讨策略22-23

    2.3 本章小结23-24

    第3章 矿用车动力学模型的建立24-33

    3.1 矿用车模型参数的获取24-25

    3.2 矿用车动力学模型的建立25-32

    3.2.1 各部件约束联系的施加25-26

    3.2.2 油气悬架系统建模26-28

    3.2.3 转向系统建模28-29

    3.2.4 车架和后桥壳系统建模29

    3.2.5 车厢甲板驾驶室建模29-30

    3.2.6 轮胎总成建模30-31

    3.2.7 路面建模31

    3.2.8 整车系统模型31-32

    3.3 本章小结32-33

    第4章 矿用车操纵稳定性和平顺性的仿真浅析33-49

    4.1 矿用车操纵稳定性客观评价系统33-36

    4.1.1 稳态回转性能客观评价34-35

    4.1.2 转向回正性能客观评价35

    4.1.3 蛇行性能客观评价35-36

    4.2 矿用车平顺性客观评价系统36-38

    4.2.1 随机输入客观评价36-38

    4.2.2 脉冲输入客观评价38

    4.3 矿用车操纵稳定性试验仿真浅析38-45

    4.3.1 稳态回转性能试验仿真浅析39-42

    4.3.2 转向回正性能试验仿真浅析42-43

    4.3.3 蛇行试验仿真浅析43-45

    4.4 矿用车平顺性试验仿真浅析45-48

    4.4.1 随机输入试验45-47

    4.4.2 脉冲输入试验47-48

    4.5 本章小结48-49

    第5章 基于响应面算法的操稳性和平顺性协同优化49-65

    5.1 协同优化数学模型的建立49-53

    5.1.1 协同优化的结构49-50

    5.1.2 协同优化的数学模型50-53

    5.2 确定优化变量53-58

    5.2.1 单因素浅析法54

    5.2.2 灵敏度计算浅析54-58

    5.3 试验优化设计策略与浅析58-64

    5.3.1 响应面策略58-59

    5.3.2 优化试验设计59-64

    5.4 本章小结64-65

    第6章 优化前后矿用车性能仿真比较浅析65-74

    6.1 设计参数的优化结果65-66

    6.2 优化前后矿用车整车性能比较浅析66-73

    6.2.1 优化前后操纵稳定性试验仿真浅析66-69

    6.2.2 优化前后平顺性能试验仿真浅析69-73

    6.2.3 优化前后矿用车评价计分值73

    6.3 本章小结73-74

    结论74-76

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