半挂牵引车全浮式驾驶室悬置失效安全性问题研究

笔者曾在此前多个文献中分别研究了半挂牵引车全浮式驾驶室悬置系统平顺性和悬置参数优化性问题,并进行了驾驶室悬置系统刚柔性限位能力分析,为全浮式驾驶室悬置系统设计提供了有意义的参考。驾驶室悬置弹簧在一些特殊情况下可能会存在失效的可能,项目委托企业需要了解在悬置系统失效的情况下驾驶室的安全性问题。因此,本文面向驾驶室安全性问题建立了全浮式驾驶室主体结构非线性有限元分析模型,并分别针对驾驶室后悬置失效、前悬置失效和模拟跌落冲击的情况,对驾驶室进行了动态仿真分析,得到了结构的应力和变形,分析了结构失效的部位和形式,并提出了改进设计建议,为企业掌握其产品的安全性能提供了所需的参考。     

某重型卡车驾驶室后悬支架优化设计

驾驶室后悬置系统是固定驾驶室与车架,实现支撑驾驶室和衰减震动的重要组成部分。后悬支架总成是驾驶室后悬置的重要连接部件,其结构强度关乎车辆安全运行问题。文章利用有限元分析软件Hyperworks对某重型卡车驾驶室后悬支架总成进行了多工况分析,验证了其结构强度要求;采用高强度钢减薄的优化方法,在满足结构强度要求的同时实现了结构的轻量化。     

红岩金刚车全浮式驾驶室悬置设计分折

针对红岩金刚车全浮式驾驶室悬置系统的损坏和隔振差情况,对该车型进行道路试验,测试驾驶室的平顺性。并分析驾驶室悬置的隔振性能,最后通过对悬置的力学计算分析提出整改方案。建立三维模型进行装配可行性分析。并最终在整车上试装成功。此测试、分析、计算方法可供重型车驾驶室悬置工程师参考。     

轻卡怠速时驾驶室抖动问题分析及解决方案

某款轻卡在开发过程中出现怠速驾驶室抖动问题,抖动较为严重,主观感觉明显,通过对悬置系统隔振率、转向系统模态、整车驾驶室模态等可能引起驾驶室抖动原因的分析,最后确定怠速驾驶室抖动为动力总成悬置隔振性能差、整车驾驶室模态和发动机二阶阶激励耦合引起。通过对悬置系统隔振性能进行优化,以及降低怠速工况发动机转速,解决了驾驶室抖动问题。     

某重型卡车驾驶室前悬托架、支座轻量化设计

驾驶室前悬置系统是驾驶室与车架的固定,实现支撑驾驶室、驾驶室翻转和衰减振动的重要组成部分。支座及托架是驾驶室前悬置的重要连接部件,其结构强度关乎车辆运行、支撑和固定驾驶室的安全问题。文章利用有限元分析软件Hyperworks对某重型卡车驾驶室前悬支架及托架进行了多工况分析,验证其结构强度要求;采用压铸铝替代精铸钢,在满足结构强度要求的同时实现了结构的轻量化。     

红岩金刚车全浮式驾驶室悬置设计分析

针对红岩金刚车全浮式驾驶室悬置系统的损坏和隔振差情况,对该车型进行道路试验,测试驾驶室的平顺性,并分析驾驶室悬置的隔振性能,最后通过对悬置的力学计算分析提出整改方案,建立三维模型进行装配可行性分析,并最终在整车上试装成功。此测试、分析、计算方法可供重型车驾驶室悬置工程师参考。     

红岩金刚车全浮式驾驶室悬置设计分折

针对红岩金刚车全浮式驾驶室悬置系统的损坏和隔振差情况,对该车型进行道路试验,测试驾驶室的平顺性,并分析驾驶室悬置的隔振性能,最后通过对悬置的力学计算分析提出整改方案,建立三维模型进行装配可行性分析,并最终在整车上试装成功.此测试、分析、计算方法可供重型车驾驶室悬置工程师参考.     

某重型越野汽车驾驶室后悬置有限元分析及改进

本文以ANSYS软件为工具,对某型号越野汽车驾驶室后悬置支架进行受力分析,详细准确地确定了汽车驾驶室后悬置支架的受力情况和应力分布部位,依托分析结果对支架结构进行优化,达到降低驾驶室后悬置支架关键部位应力的目的,并通过实际试验进行验证,结果显示优化后的支架有效地改善了关键部位的应力,解决了支架断裂问题,提高了整个驾驶室悬置系统的可靠性能。     

某重型卡车驾驶室前悬连接支架轻量化设计

驾驶室前悬连接支架是连接驾驶室与驾驶室悬置的重要部件,其结构强度关乎车辆运行及翻转过程的安全问题。文章利用有限元分析软件Hyperworks对某重型卡车驾驶室前悬连接支架进行了多工况分析,验证其结构强度要求;同时采用拓扑优化方法,以重量最轻为目标函数,以结构的静强度性能为约束条件,进行了优化迭代计算,实现了结构的轻量化同时满足结构强度要求。     

重型货车全浮式驾驶室悬置的建模分析及改进

针对重型货车全浮式驾驶室在路况较差时振动剧烈的情况,利用UG软件对全浮式驾驶室悬置进行建模,将模型导入ADAMS中作仿真分析,找出问题所在.在此基础上根据生产厂家实际情况选择半浮式驾驶室悬置为改进方案,进行建模、运动仿真分析,主要比较全浮式、半浮式驾驶室悬置的仿真输出曲线.仿真结果表明,改进方案满足了厂家要求.     

载货汽车驾驶室乘坐舒适性研究

通过计算机仿真模拟了在路面随机输入下驾驶室底板的振动响应;利用Nastran软件对车身的有限元模型进行模态抽取,建立了刚弹耦合模型;对多刚体模型、刚弹耦合振动模型的计算结果与试验进行了对比,验证了模型的正确性;以驾驶室悬置的弹簧刚度、减振器阻尼为影响因素,通过虚拟DOE正交试验分析,显著改善了驾驶室的乘坐舒适性。     

基于有限元法的某商用车驾驶室力学性能仿真研究

文章基于有限元法,采用Nastran软件,对某商用车驾驶室系统进行了CAE模态,弯曲扭转刚度和强度分析,结果显示,驾驶室前四阶模态有效避开了发动机怠速频率,而弯曲和扭转刚度满足设计目标,同时,驾驶室四工况下最大塑性应变达成设计目标,综合评估该商用车驾驶室力学性能符合设计要求.     

基于虚拟迭代技术的中型货车驾驶室载荷谱的求取

某货车驾驶室疲劳载荷激励输入位置位于驾驶室与悬置连接处,在进行整车强化道路耐久试验时无法安装设备直接采集。为获取较为准确的驾驶室疲劳寿命分析载荷谱,对强化耐久路面下整车加速度响应信号进行虚拟迭代。虚拟迭代时需调用整车多体动力学模型,为提高整车模型精度,基于Craig-Bampton综合模态理论生成柔性体车架,建立刚柔耦合的整车多体动力学模型。将Femfat-lab与ADAMS/Car进行联合仿真计算,以白噪声为初始输入,求解刚柔耦合整车多体动力学模型的非线性传递函数,基于循环迭代原理,进行各种典型强化路况下驾驶室悬置附近加速度响应信号的虚拟迭代。利用时域信号对比法及损伤阈值法作为迭代收敛判据,获得满足精度需求的位移驱动信号。将位移驱动信号导入到ADAMS/Car中,对整车多体动力学模型进行驱动仿真,提取驾驶室疲劳分析所需激励载荷谱,将虚拟迭代求得的载荷谱用于疲劳寿命分析所得结果与驾驶室疲劳强化台架试验结果进行对比。研究结果表明：出现疲劳破坏的部位相同度达75%,疲劳寿命误差在20%左右,表明虚拟迭代过程中基于柔性体车架建立的刚柔耦合多体动力学模型的仿真计算,可获得较高精度的迭代结果;以位移谱驱动整车多体动力学模型进行仿真能够有效避免六分力直接驱动时模型翻转等不稳定现象,并且整车模型仿真加速度响应结果与实测相应位置加速度响应吻合度较高;相比于传统的疲劳分析载荷获取方法,虚拟迭代技术可以在较低试验成本的情况下获取较高精度的载荷谱,并能够提取由于连接位置导致的无法直接进行载荷测量部位的疲劳分析载荷。     

基于试验数据的汽车振动传递特性分析

对某轻型载货汽车进行不同工况的振动性能测试,分析评价其动力总成悬置的隔振特性、驾驶室隔振装置和悬架系统的隔振效率;基于MATLAB对振动加速度时域信号进行时域传递率和频域传递率分析。     

Self-powered active control applied to a truck cab suspension

A method of active vibration control using regenerated vibration energy, i.e. self-powered active control, applied to the cab suspension of a heavy duty truck. In the proposed system, an electric generator that is installed in the suspension of the chassis regenerates vibration energy and stores it in the condenser. An actuator in the cab suspension achieves active vibration control using the energy stored in the condenser. Numerical simulations and basic experiments demonstrate better isolation performance of the self-powered active vibration control system than that of a passive and a semi-active control.     

Numerical Optimization of the Linear Dynamic Behaviour of Commercial Vehicles

The demands upon the dynamic behaviour of a vehicle can be stated as an optimization problem. The optimum solution is calculated using an iterative optimization algorithm. Scaling the problem by non-linear transformations reduces the number of iterations. Lagrange multipliers provide useful information about the sensitivity of the optimum with respect to changes of the constraints. The analysis of the dynamic behaviour is performed in the frequency domain. New structural variants are calculated using system synthesis. As an example, the engine, cab and wheel suspension systems of a tractor/semi-trailer have been optimized all together.     

全浮式驾驶室重型卡车平顺性分析

基于ADAMS软件,建立了某全浮式驾驶室重型卡车的整车非线性多体动力学系统模型,模型考虑了驾驶室悬置、前后悬架、转向系统、动力总成、稳定杆及附件的详细几何结构参数,以及连接处的橡胶衬套、弹簧及阻尼器的非线性特性,轮胎采用Magic Formula模型。最后利用所设计的系统对该车进行了平顺性仿真,结果表明驾驶室悬置系统能够有效地改善整车平顺性。     

A book review of “Dynamik der Kraftfahrzeuge (German)”, Dynamics of Motor Vehicles by M. Mitschke,Springer-Verlag, 1972, 529 pp., 382 figs.

SUMMARY

The demands upon the dynamic behaviour of a vehicle can be stated as an optimization problem. The optimum solution is calculated using an iterative optimization algorithm. Scaling the problem by non-linear transformations reduces the number of iterations. Lagrange multipliers provide useful information about the sensitivity of the optimum with respect to changes of the constraints. The analysis of the dynamic behaviour is performed in the frequency domain. New structural variants are calculated using system synthesis. As an example, the engine, cab and wheel suspension systems of a tractor/semi-trailer have been optimized all together.