基于道路友好性的公路重型貨車懸架系統(tǒng)多領(lǐng)域協(xié)同優(yōu)化與控制研究.pdf

1、隨著公路交通的迅猛發(fā)展和重型貨車的普及，我國高等級公路的養(yǎng)護、維修費用逐年增加，基于道路友好性的公路重型貨車懸架系統(tǒng)優(yōu)化成為車輛設(shè)計、運用和道路運管部門共同關(guān)注的焦點問題。本文以公路重型貨車的懸架系統(tǒng)為研究對象，分別運用傳統(tǒng)的數(shù)值分析方法、虛擬樣機技術(shù)對車輛的道路友好性、平順性進行聯(lián)合優(yōu)化；在分析虛擬樣機模型優(yōu)越性并對其進行校驗的同時，基于正交試驗選擇使車輛綜合行駛性能（道路友好性、平順性）最優(yōu)的懸架半主動、主動改進天棚控制參數(shù)，并采用

2、層狀彈性體系理論和有限元技術(shù)分析、比較了動載荷優(yōu)化前后半剛性瀝青路面的響應(yīng)和疲勞破壞壽命。論文所提出的車輛懸架系統(tǒng)的道路友好性、平順性優(yōu)化的研究方法和建議，在規(guī)范和指導(dǎo)車輛的設(shè)計和使用、促進車輛--道路聯(lián)合設(shè)計、減少道路破壞損失和維修費用、提高公路運輸效率方面具有重要的實際意義。
　　 論文基于數(shù)值分析方法，分別建立二自由度四分之一、十自由度整車及路面激勵的數(shù)學(xué)模型，進而將MATLAB程序與Simulink結(jié)合，進行相應(yīng)的動力學(xué)

3、建模。在分析仿真結(jié)果的正確性并初步改善十自由度整車模型的道路友好性、平順性后，深入探討了低自由度車輛模型的優(yōu)點和局限。該方法為高精度車輛虛擬樣機動力學(xué)分析提供了可靠的理論依據(jù)。
　　 在多體系統(tǒng)動力學(xué)理論基礎(chǔ)上，考慮懸架系統(tǒng)的柔性體特性，構(gòu)建了多自由度的多軸重型貨車虛擬樣機模型；并采用線性濾波法，通過MATLAB/Simulink和ADAMS/Car中Road Builder模塊的耦合，建立了有效反應(yīng)道路不平度特征的三維路面模型

4、。基于虛擬樣機的車--路系統(tǒng)建模方法能較為全面地反映車輛的幾何特征和質(zhì)量參數(shù)，對于車輛行駛性能的優(yōu)化研究具有普適性。
　　 在探討虛擬樣機模型校驗準(zhǔn)則的基礎(chǔ)上，分析平順性相關(guān)實驗研究的測試條件，制訂出虛擬樣機模型校驗的具體方法；采用與實車實驗相同的邊界條件作為輸入數(shù)據(jù)，驗證了車輛--路而系統(tǒng)虛擬樣機動力學(xué)模型的精確性，為多軸重型貨車的道路友好性、平順性優(yōu)化奠定基礎(chǔ)。
　　 分析懸架系統(tǒng)各控制策略的優(yōu)缺點，選擇了適用于多軸

5、重型貨車懸架系統(tǒng)的改進天棚控制策略；基于ADAMS/MATLAB聯(lián)合仿真對四軸重型貨車虛擬樣機轉(zhuǎn)向軸、驅(qū)動軸懸架系統(tǒng)進行半主動、主動改進天棚控制；基于正交試驗對仿真結(jié)果進行分析，選擇出使車輛道路友好性、平順性綜合最優(yōu)的控制參數(shù)。該控制策略可有效改善多軸重型貨車的道路友好性、平順性，且對于路面等級的變化具有良好的魯棒性。
　　 依據(jù)半剛性基層瀝青路面的粘彈性特點，在綜合考慮輪胎隨機載荷動態(tài)性、移動性的基礎(chǔ)上，對鋼板懸架貨車、半主動