基于整车平顺性的重载油气弹簧优化设计-论文.pdf

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1、JournalofMechanicalStrength枧械缛度基于整车平顺性的重载油气弹簧优化设计OPTIMALDESIGNOFHEAVYHYDRO．PNEUMATICSPRINGBASEDONRIDECOMFORTOFFULLVEHICLE蔡杨雷飞陈新(湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室，长沙410082)CAIYangLEIFeiCHENXin(StateKeyLaboratoryofAdvancedDesignandManufacturingforVehicleBo，HunanUniversity，Changsha410082，China)摘要

2、从矿用车平顺性角度研究油气弹簧结构的设计和优化。建立参数化油气弹簧的非线性数学模型，将其引入至整车多体动力学模型，并分析该车在随机路面上的平顺性。根据平顺性的要求与该车簧载质量大的特点，选择簧载质量质心垂直振动加速度作为目标函数。针对该非线性整车悬架优化问题，采用移动最小二乘法构造近似模型，结合遗传算法优化油气弹簧参数，提高整车平顺性。并用相同的方法优化简化半车振动模型，且将半车模型优化参数代入至整车模型进行对比分析。结果表明基于整车模型的悬架优化能获得更低的垂向加速度。关键词油气弹簧优化设计整车模型半车模型中图分类号U463．33+4．3AbstractT

3、heheavyhydro—pneumaticspringdesignandoptimizationaresimultaneouslyexploredintermsofridecomfort．Aparametricnonlinearhydro—pneumaticspringmodelisdevelopedandincorporatedintofullvehiclemulti—bodydynamicmodel，andtheridecomfortoffullvehicleisinvestigatedunderrandomroadinputs．Basedonther

4、equirementsofridevibrationandthefeatureofheavysprungmass，thebounceaccelerationatcenterofgravityofsprungmassischosenasthecostfunctionforthehydro—pneumaticspringoptimization．Fortheoptimizationoffullvehiclewithnonlinearspring，themovingleastsquareresponsesufaceandgeneticalgorithmwereut

5、ilizedtoimprovetheridecomfort．Thesamemethodisalsousedtooptimizethehydro．pneumaticspringparametersbasedonanothersimplifiedhalfvehiclemode1．Andthecomparisonanalysesofridevibrationoffullvehiclearecarriedoutwiththetwosetsoptimizedparameters．Theobtainedresultsindicatethatsmallerbounceac

6、celerationcanbeachievedwhentheoptimizationisbasedonthefullvehicle．KeywordsHydro-pneumaticspring；Optimaldesign；Fullvehiclemodel；HalfvehiclemodelCorrespondingauthor：CAI，E—mail：hnucaiyang@163．corn，Fax：+86—731—88823945_TheprojectsupportedbytheNationalNaturalScienceFoundationofChina(No．

7、11102066)．Manuscriptreceived20120520，inrevisedform20120928．性和阻尼特性的研究也取得了一些成果，并且涉及到引言刚度可控与阻尼可调等理论。但这些研究中，大多矿用自卸车工作环境复杂、载荷变化大，对悬架系只考虑1／4车模型或者1／2车模型，而从整车角度出统的要求较高，通常都需安装油气弹簧。油气弹簧承发对油气弹簧参数影响重型车辆平顺性的研究比较载性能好．具有优良的非线性刚度特性和阻尼特性．能少。当车辆载荷较大且悬架布置较复杂时，仅对简化使矿用自卸车在恶劣工况下有良好的平顺性。车模型进行平顺性研究不能准确反映真

8、实情况。本文国内外针对油气弹簧开展一定的研究，Bau