【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于懸掛減振，具體涉及一種懸掛系統設計方法。
技術介紹
1、懸掛系統通常由彈性元件、阻尼元件和導向機構等構成，其功用是承載車體本身及動力傳動系統的重量；傳遞、承受、緩和路面作用于行動機構上的各向反力及所形成的力矩；減輕不平路面激勵對車身造成的沖擊和振動；在保證車輛越野機動性的同時，為上裝系統提供相對穩定的支撐平臺。
2、隨著技術的不斷發展，懸掛技術已經由傳統的線性特性向強非線性轉變，能夠在行程末端成倍提升彈性緩沖力值和動比位能，試驗表明至少可以將車輛的平均越野速度提升30％以上，對于非線性懸掛的代表—油氣懸掛來講，即使是在被動狀態也能使裝備的越野機動性能得到明顯改善，成為了發展的重要方向。
3、但是由于存在著振動能量耗散、大承載力導向、液壓鎖止滲漏、瞬態沖擊閉鎖等諸多的技術難點，限制了在軍民用領域的推廣應用，同時缺少相應的設計和試驗規范、標準，迫切需要開展相關的研究工作。
技術實現思路
1、(一)要解決的技術問題
2、本專利技術要解決的技術問題是：如何提供一種懸掛系統設計方法。
3、(二)技術方案
4、為解決上述技術問題，本專利技術提供一種懸掛系統設計方法，所述方法包括如下步驟：
5、步驟1：首先根據總體布置要求明確整車載荷重心，對行動系統進行初步布局，分別開展輪系布置和懸掛導向機構布置；
6、步驟2：在輪系布置方面，根據載荷重心和彈性中心盡量重合的原則對輪系位置進行初步布置，按照前后分組
7、設定簧上質量加速度振動響應均方根值小于0.3g，最大沖擊加速度振動響應小于3.5g，懸掛振動響應行程不大于懸掛全行程，簧下質量動載荷小于簧下質量自身；
8、然后，建立懸掛系統熱動力學模型，同時將行駛的最大車速和路面模型輸入到熱動力學模型中，實現車輛等效線性動力學模型和熱學模型的聯合運算，將熱平衡溫度t<t0＝150℃作為評價閾值，通過車輛振動閾值和懸掛熱平衡溫度閾值的綜合評判，在模型反復迭代運算滿足閾值要求后，即能夠初步確定懸掛阻尼比。
9、步驟3：在懸掛導向機構布置方面，根據行動系統布局情況初步確定拉臂長度、平衡肘長度、平衡肘軸心到油缸中心線距離、拉臂安裝角度、連桿長度，并生成懸掛杠桿比計算模型，最終生成油氣懸掛數學模型，將上述確定的懸掛阻尼比輸入到油氣懸掛數學模型中，用于指導阻尼閥設計并生成非線性阻尼特性，同時將所計算的各輪軸荷輸入到油氣懸掛數學模型中，用于開展非線性彈性特性的生成計算，最后，將計算得到的非線性彈性特性和阻尼特性曲線輸入到懸掛熱學模型中，完成熱平衡溫升特性曲線的計算。
10、步驟4：將非線性彈性特性和阻尼特性，以及生成的路面模型輸入到整車非線性動力學模型中，進行振動響應校核計算，所得到的振動響應結果作為行動系統關鍵零部件載荷；綜合評價車體振動響應特性、懸掛熱平衡溫升特性曲線、懸掛相對行程和關重件可靠性分析結果是否滿足設計指標要求，如果滿足則懸掛匹配優化流程結束，如果不滿足要求則程序返回到第一步行動系統布局，重新開展迭代優化計算，直至滿足指標要求匹配出最佳方案為止。
11、此外，本專利技術還提供一種懸掛系統設計方法，其特征在于，所述方法根據總體布置要求明確整車載荷重心，對行動系統進行初步布局，分別開展輪系布置和懸掛導向機構布置。
12、所述方法在輪系布置方面，根據載荷重心和彈性中心盡量重合的原則對輪系位置進行初步布置，生成隨機路面激勵，并建立車輛的等效線性動力學模型，開展動力學匹配計算；
13、所述方法在懸掛導向機構布置方面，生成油氣懸掛數學模型，將確定的懸掛阻尼比輸入到油氣懸掛數學模型中，用于指導阻尼閥設計并生成非線性阻尼特性，同時將所計算的各輪軸荷輸入到油氣懸掛數學模型中，用于開展非線性彈性特性的生成計算，并綜合評價車體振動響應特性、懸掛熱平衡溫升特性曲線和關重件可靠性分析結果是否滿足設計指標要求。
14、(三)有益效果
15、針對現有技術的情況，本專利技術提出了懸掛系統設計方法，從明確需求輸入、到理論建模、參數優化、導向機構設計、可靠性強度分析等，能夠顯著提升產品設計精度，實現由經驗設計向預測設計的轉變，并有效縮短新產品設計周期、降低研發成本。
16、與現有技術相比較，本專利技術針對油氣懸掛設計缺少相應規范標準的情況，本專利技術提出了完整的懸掛系統設計方法與流程，提出首先通過等效線性車輛動力學模型在頻域仿真不同路況和車速下行駛時的平順性與操縱穩定性，分別監測車體振動加速度、俯仰角速度和各輪位懸掛相對行程的均方根值，解析不同路況和車速下的振動響應隨剛度和相對阻尼系數變化情況，編制自主尋優的算法最終確定理想的各輪位彈性與阻尼特性，將其輸入到油氣懸掛動力學模型中作為結構參數的設計依據。結合減振閥、導向機構與蓄能裝置等關鍵要素的結構特點對非線性彈性特性和具有開閥功能的阻尼特性進行仿真計算，得出準確的外特性曲線。進一步將確定的特性數據輸入到整車非線性動力學模型中，開展時域非線性振動響應分析，用于輸出關鍵零部件載荷，可以作為可靠性分析的依據，同時系統研究非線性、非對稱特性對整車振動的影響，經過反復迭代達到理想狀態。仿真過程中首次提出要與熱力學模型進行聯合運算，將熱平衡溫度作為閾值，避免出現懸掛系統過熱失效的問題。
17、針對懸掛特性優化匹配提出了較為全面的評價方法。由于特種車輛車體較長、處于多輪耦合狀態，且行駛路面惡劣，與普通車輛有著明顯的區別，在實際使用過程中，車輛俯仰角振動和車體垂向振動響應對駕乘人員的感受影響較大，車輪與地面的交互作用力決定了車輛在高速行駛過程中的安全性，需要避免出現懸掛下跳行程不能及時復位導致地面附著力不足的問題，將懸掛相對行程指標作為閾值決定車輛在極限沖擊工況下是否會出現剛性擊穿導致機動能力下降，另外在特性優化匹配的過程中還引入懸掛本體的熱平衡溫度閾值，避免出現阻尼過大導致懸掛系統的過熱失效。綜合以上各方面的影響因素，根據特種車輛的自身特點及行駛工況要求制定了綜合評價方法，為提升車輛的綜合行駛性能提供了有力支撐。
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1.一種懸掛系統設計方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟：
2.如權利要求1所述的懸掛系統設計方法，其特征在于，所述方法還包括：
3.如權利要求2所述的懸掛系統設計方法，其特征在于，所述方法還包括：
4.如權利要求3所述的懸掛系統設計方法，其特征在于，針對現有技術的情況，所述懸掛系統設計方法，從明確需求輸入、到理論建模、參數優化、導向機構設計、可靠性強度分析，能夠顯著提升產品設計精度，實現由經驗設計向預測設計的轉變，并有效縮短新產品設計周期、降低研發成本。
5.如權利要求4所述的懸掛系統設計方法，其特征在于，針對油氣懸掛設計缺少相應規范標準的情況，所述方法提出了完整的懸掛系統設計方法與流程，提出首先通過等效線性車輛動力學模型在頻域仿真不同路況和車速下行駛時的平順性與操縱穩定性，分別監測車體振動加速度、俯仰角速度和各輪位懸掛相對行程的均方根值，解析不同路況和車速下的振動響應隨剛度和相對阻尼系數變化情況，編制自主尋優的算法最終確定理想的各輪位彈性與阻尼特性，將其輸入到油氣懸掛動力學模型中作為結構參數的設計依據。結合減振閥、導向機構與蓄
6.如權利要求5所述的懸掛系統設計方法，其特征在于，所述方法針對懸掛特性優化匹配提出了較為全面的評價方法；由于特種車輛車體較長、處于多輪耦合狀態，且行駛路面惡劣，與普通車輛有著明顯的區別，在實際使用過程中，車輛俯仰角振動和車體垂向振動響應對駕乘人員的感受影響較大，車輪與地面的交互作用力決定了車輛在高速行駛過程中的安全性，需要避免出現懸掛下跳行程不能及時復位導致地面附著力不足的問題，將懸掛相對行程指標作為閾值決定車輛在極限沖擊工況下是否會出現剛性擊穿導致機動能力下降，另外在特性優化匹配的過程中還引入懸掛本體的熱平衡溫度閾值，避免出現阻尼過大導致懸掛系統的過熱失效。
7.如權利要求6所述的懸掛系統設計方法，其特征在于，綜合以上各方面的影響因素，所述方法根據特種車輛的自身特點及行駛工況要求制定了綜合評價方法，為提升車輛的綜合行駛性能提供了有力支撐。
8.如權利要求7所述的懸掛系統設計方法，其特征在于，所述方法屬于懸掛減振技術領域。
9.一種懸掛系統設計方法，其特征在于，所述方法根據總體布置要求明確整車載荷重心，對行動系統進行初步布局，分別開展輪系布置和懸掛導向機構布置。
10.如權利要求9所述的懸掛系統設計方法，其特征在于，所述方法在輪系布置方面，根據載荷重心和彈性中心盡量重合的原則對輪系位置進行初步布置，生成隨機路面激勵，并建立車輛的等效線性動力學模型，開展動力學匹配計算；
...【技術特征摘要】
1.一種懸掛系統設計方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟：
2.如權利要求1所述的懸掛系統設計方法，其特征在于，所述方法還包括：
3.如權利要求2所述的懸掛系統設計方法，其特征在于，所述方法還包括：
4.如權利要求3所述的懸掛系統設計方法，其特征在于，針對現有技術的情況，所述懸掛系統設計方法，從明確需求輸入、到理論建模、參數優化、導向機構設計、可靠性強度分析，能夠顯著提升產品設計精度，實現由經驗設計向預測設計的轉變，并有效縮短新產品設計周期、降低研發成本。
5.如權利要求4所述的懸掛系統設計方法，其特征在于，針對油氣懸掛設計缺少相應規范標準的情況，所述方法提出了完整的懸掛系統設計方法與流程，提出首先通過等效線性車輛動力學模型在頻域仿真不同路況和車速下行駛時的平順性與操縱穩定性，分別監測車體振動加速度、俯仰角速度和各輪位懸掛相對行程的均方根值，解析不同路況和車速下的振動響應隨剛度和相對阻尼系數變化情況，編制自主尋優的算法最終確定理想的各輪位彈性與阻尼特性，將其輸入到油氣懸掛動力學模型中作為結構參數的設計依據。結合減振閥、導向機構與蓄能裝置的關鍵要素的結構特點對非線性彈性特性和具有開閥功能的阻尼特性進行仿真計算，得出準確的外特性曲線；進一步將確定的特性數據輸入到整車非線性動力學模型中，開展時域非線性振動響應分析，用于輸出關鍵零部件載荷，作為可靠性分析的依據，同時系統研究非線性、非對稱特性對整車振動的影響，經過反復迭代達到理想狀態。仿真過程中首次提出要與熱力學...
【專利技術屬性】
技術研發人員：陳軼杰，張亞峰，徐龍，鄭鳳杰，黃龍，鄭冠慧，張旭，鞠海潔，何立龍，梁欣，
申請(專利權)人：中國北方車輛研究所，
類型：發明
國別省市：
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