具有非线性弹性特性的座椅悬架结构设计及性能试验.pdf

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1、车辆工程制造技术现代制造工程(ModemManufacturingEngineefing)2016年第9期具有非线性弹性特性的座椅悬架结构设计及性能试验+卢慧娟(苏州农业职业技术学院，苏州215008)摘要：针对改善驾驶人员的乘坐舒适性，设计了两种能够实现非线性弹性特性的剪式汽车座椅悬架。在基于I-DEAS软件的平台上进行了建模、运动学分析和工程图的输出，据此加工出座椅悬架实物。并对加工出的座椅悬架进行了道路试验。试验数据表明：设计的座椅悬架能够有效地提高乘坐人员的舒适性。关键词：座椅悬架；I-DEAS软件；性能

2、试验中图分类号：U463．83+6文献标志码：A文章编号：1671—3133(2016】09---0047--06DOI：10．16731／j．cnki．1671—3133．2016．09．011Structuredesignofnon-linerfeatureseat-suspensionandtheperformancetestLuHuijuan(SuzhouPolytechnicalInstituteofAgriculture，Suzhou215008，Jiangsu，China)Abstract：Twot

3、ypesofnon-linerfeaturescissorslinkagemachineryseat—suspensionwemdesignedtosolvetheimpactofdriver’Shealthfromunsmoothroad．Theseat-suspensioncanimprovepassengercomfort．Themodeling，kinematicssimulationandtwo-di-mensionalengineeringdrawingweremadebasedonI-DEASsof

4、twareandtheentityseat-suspensionWasmanufactured．Theroadtestwasmadeontheseat·suspensionandthetestdatacallindicatethedesignseat·suspensionCaneffectiveimprovecomfortableofpassenger．Keywords：seat—suspension；I-DEASsoftware；performancetest0引言汽车座椅作为路面振动传递的一个重要环节，其座椅

5、悬架的性能直接影响乘坐人员的舒适性，因此设计合理的座椅悬架从而达到较好的减振是非常有必要的¨圳。座椅悬架大体上可以分为主动悬架和被动悬架，其中结构简单的被动悬架在现代汽车里仍被大量广泛的应用。传统的被动悬架是线性特性的，很难在不同道路情况下提供给乘坐人员较好的舒适性，目前国外有些研究主要集中在非线性特性的座椅悬架上‘5l。I-DEAS(IntegratedDesignEngineeringAnalysisSoftware)是一款由美国SDRC公司出品的集成了三维实体造型设计、工程分析、仿真、试验、制造和工程管理等

6、各种功能的软件，该软件在CAD／CAE一体化技术方面一直雄踞世界榜首‘61。本文主要根据座椅悬架的非线性特性设计了两种结构的汽车座椅悬架，并采用I-DEAS软件进行座椅悬架的建模和仿真，最后通过道路试验对其性能进行了检验。1非线性弹性特性座椅悬架的实现方法1．1座椅悬架理想的弹性特性理想的座椅悬架的弹性特性是非线性的，它需要满足：在车辆正常行驶时座椅处在工作区段内，该区段内的等效固频避开人体的敏感频段并能满足驾驶人员乘坐舒适性和操纵稳定性；当座椅承受冲击和较大振幅振动时悬架的刚度迅速增大，避免悬架击穿而产生冲击，

7、同时限制了悬架的动位移。·苏州农业职业技术学院2012年度青年教师科研能力提升项目(PPN201208)472016年第9期现代制造工程(ModemManufacturingEngineering)据文献[7]介绍，非线性弹性特性力F(Y)用9次齐次多项式表示可满足精度要求，因此，座椅的弹性特性力F(Y)可表示为：F=后lY+k3y3+后5广+后7y7+磊=9广(1)式中：J

8、}。、k3、k，、k，、k。为刚度值，均大于零，N／m；Y为座面相对于座椅下地板的相对位移，mm。因最大工作位置受结构所限，故取Y范围为一

9、54～54mm。目标函数的确定按照ISO2631-85和GB4970．85的规定，座椅振动可用总加权加速度均方根值进行评价，因此可将座面加权加速度均方值确定为座椅非线性刚度的优化目标，其大小可表示为：．1，∞or：2=-31-J．s：(tO)W2(∞)dto=土f“．s：(∞)W2(∞)幽(2)盯Jl式中：u为分析频率上限，座椅传到人体的振动主要是10Hz以下的部分，即“