矿用自卸车油气悬架力学特性研究与优化.pdf

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1、第5l卷第1O期机械工程学报vo1．5lNO．102015年5月JOURNALOFMECHANICALENGINEERINGMay2OI5DoI：10．3901／JM．2015．10．112矿用自卸车油气悬架力学特性研究与优化木赵敬凯谷正气，2张沙马骁骥朱一帆胡楷(1．湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室长沙410082；2．湖南工业大学机械工程学院株洲412007)摘要：矿用自卸车行驶道路恶劣且载重量大，严重影响了行驶平顺性，而油气悬架的力学特性对改善整车平顺性有着重要作用。为研究和优化悬架力学特性，在考虑悬架快速加载和油液通道的附加阻力、进口局部阻力、

2、弯道阻力的基础上，建立精确的弹性力和阻尼力公式。利用Fluent软件结合VolumeofFluid两相流模型和动网格技术，仿真得到油气悬架非线性力学特性，以对比推导的力学公式。此外，在悬架力学公式的基础上，建立包含柔性化车架的整车刚柔耦合模型，并将模型仿真结果与试验结果进行对比，得到座椅加速度响应最大误差为8．5％，验证了所建模型的准确性。采用遗传算法对悬架参数进行优化，座椅加权加速度方均根值降低了23．58％，有效提高了矿用自卸车的平顺性。关键词：矿用自卸车；油气悬架；力学特性；Fluent：平顺性中图分类号：TD57ResearchandOptimizati

3、onontheMechanicalPropertyofMiningDumpTruck’SHydro—pneumaticSuspensionZHAOJingkaiGUZhengqi-ZHANGShaMAXiaokuiZHUYifanHUKai(1．StateKeyLaboratoryofAdvancedDesignandManufactureforVehicleBody,HunanUniversity,Changsha410082；2．CollegeofMechanicalEngineering，HunanUniversityofTechnology,Zhuzho

4、u412007)Abstract：Miningdumptruckwithheavyloadsdrivesontheroughroads，whichafectstheridingcomfortseriously,andthemechanicalpropertyofhydro-pneumaticsuspensionplaysanimportantroleinimprovingtheridingcomfort．Inordertoresearchandoptimizesuspensionmechanicalproperty,theaccurateformulasofel

5、asticaanddampingareestablishedinconsiderationoftherapidloading，additionalandlocalresistance．Fluentisusedtocombinevolumeoffluidmodelanddynamicgridtechniquetocomparethederivedmechanicalformulasbysimulatingthemechanicalproperty．Inuseofthemechanicalformulas，thecoupledmulti-bodydynamicsmo

6、delofthistruck，containingflexibleframe，isbuilt，andthemodelisverifiedbythetestdata，onaccountofthemaximumerroroftheseataccelerationupto8．5％．Thesuspensionparametersareoptimizedbygeneticalgorithm．therootmeansquareoftheseataccelerationreducesby23．58％afteroptimization，thedumptruck’Sridingc

7、omfortisimprovedobviously．Keywords：miningdumptruck；hydro-pneumaticsuspension；mechanicalproperty；Fluent；ridingcomfort车平顺性有着重要作用。0前言油气悬架集非线性弹性元件和阻尼元件于一体，其各个设计参数和外界激励、温度等众多因素矿用自卸车行驶条件恶劣，车辆载重量大，驾相互耦合，力学特性复杂。WORDEN等【lJ通过理论驶员容易由于车辆平顺性差导致疲劳驾驶而引发安及试验研究了油气悬架的减振特性，得出油气悬架全事故。油气悬架作为矿用自卸车一种较为理想的阻

8、尼具有非线性的特性；DU