挖掘机驾驶室—座椅悬置系统动力学仿真.pdf

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1、第3期机电技术43挖掘机驾驶室一座椅悬置系统动力学仿真李荣(厦门大学机电工程系，福建厦门361005)摘要：以某型号液压挖掘机为研究对象，考虑座椅悬置元件在减振中的作用，建立了驾驶室一座椅悬置系统的数学模型，通过Matlab计算得到系统的固有频率和能量分布；在ADAMS中建立驾驶室一座椅悬置系统实验模型，在实验载荷下进行振动仿真，得到系统的同有特性和频域响应曲线；通过比较两者的振动特性，证明了模型的正确性，结果表明驾驶室～座椅悬置系统不能满足驾驶室和座椅的隔振要求，指出在后续的优化过程中应改变固有频率分布范围和提高系统解耦度。关键词：悬置

2、系统；振动；Matlab；ADAMS中图分类号：TU621TP391．9文献标识码：A文章编号：1672—4801(2014)03—043—04工程车辆行驶及作业时，通过车辆传递到人XYZ，作为系统广义坐标系。轴正方向指向挖掘体的振动是非常有害的：会使驾驶员产生疲劳，工机前端(挖掘机工作装置方位为前端)，y轴方向作效率下降，甚至引发一系列疾病。从振动理论指向挖掘机左侧，z轴由右手笛卡尔坐标系确定上来分析，人体是一个弹性体，各器官都有它的固(见图1)。同时还定义了两个动坐标系。一xyz和有频率，当外来振动频率与人体某器官的固有频ol_’Y。

3、’。其中。一xyz坐标系的原点固结在座椅率一致时，会引起共振，因而对该器官产生的影响一人质心处，它的三个坐标轴与定坐标系的三个也最大”。为减小振动对驾驶员的有害影响，必须坐标轴方位完全一致。当挖掘驾驶室一座椅悬置对振动进行有效的隔离与衰减。系统处于静平衡状态时，这两个坐标系完全重目前国内在动力总成隔振领域的研究较多，合。座椅的振动可分解为沿质心、Y、z的平动以动力学模型也相对完善，比如陈欠根教授为了更及绕质心且平行于坐标轴的转动。在微幅振动条准确地反映动力总成在整机环境下的振动情况而件下，其角位移用、、表示，则座椅的振动可建立了动力总成1

4、2自由度振动模型121。而在驾驶用、z、g、、q6个自由度表示。同理，驾驶室的室隔振方面的研究相对较少，且往往忽略座椅下振动可用’、y’、z’、’、qy’、’6个自由度表示。因而部悬置元件的影响口】。本文以某型号液压挖掘机系统广义坐标列向量为g=、y、z、qx、g，、、’、Y’、的驾驶室隔振系统为例，考虑座椅悬置元件的影’z’q’、、、}。驾驶室一座椅悬置系统l2自由度响，建立了一种新的驾驶室隔振系统模型，在一定简化模型如图1所示。程度上提高了模型的精度，利用Matlab软件和ADAMS软件对改进后的模型进行验证和振动仿真，得出了一些相关

5、结论，可为今后对驾驶室一座椅悬置系统的优化设计奠定基础。l驾驶室—座椅悬置系统动力学模型1．1动力学模型理论基础考虑到一般挖掘机驾驶室一座椅悬置系统的固有频率一般远低于驾驶室和座椅的最低阶弹性模态频率，将驾驶室和座椅一人视为刚体；同时，图112自由度系统动力学模型将悬置元件简化为3根互相垂直且具有粘性阻尼的线性弹簧模型，质量忽略不计。1．2驾驶室一座椅悬置系统数学模型在座椅一人质心位置建立空间定坐标系0一用拉格朗日方程建立用广义坐标表示的质点作者简介：李荣(1988一)，男，硕士研究生，研究方向：机械设计与振动控制。