基于非线性特征的黏弹性悬架系统减振特性分析

作者:章新;孙大刚;宋勇;燕碧娟 刊名:农业工程学报 上传者:贾显旺

【摘要】为分析履带式工程车辆黏弹性悬架系统的非线性阻尼减振特性,根据其结构特点和非线性特征,建立该系统两自由度分段非线性振动模型,并由平均法推导出系统固有频率共振区附近的幅频特性方程。以装有黏弹性悬架的某300kW履式拖拉机为应用对象进行研究,分析系统在固有频率共振区附近的非线性特性和阻尼减振性能。讨论了激励幅值、地面刚度、悬架分段非线性刚度、分段线性阻尼系数、车体质量和幅频特性之间的关系,并提出改善系统减振性能的建议。该文的理论与分析方法,可为黏弹性悬架参数与系统减振性能的一致性优化设计提供参考。

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第 28 卷 第 9 期 农 业 工 程 学 报 Vol.28 No.9 2012 年 5 月 Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering May 2012 47 基于非线性特征的黏弹性悬架系统减振特性分析 章 新 1,孙大刚 1,2※,宋 勇 1,燕碧娟 2 (1. 西安理工大学机械与精密仪器工程学院,西安 710048; 2. 太原科技大学机械工程学院,太原 030024) 摘 要:为分析履带式工程车辆黏弹性悬架系统的非线性阻尼减振特性,根据其结构特点和非线性特征,建立该系统两自由度分段非线性振动模型,并由平均法推导出系统固有频率共振区附近的幅频特性方程。以装有黏弹性悬架的某 300 kW 履式拖拉机为应用对象进行研究,分析系统在固有频率共振区附近的非线性特性和阻尼减振性能。讨论了激励幅值、地面刚度、悬架分段非线性刚度、分段线性阻尼系数、车体质量和幅频特性之间的关系,并提出改善系统减振性能的建议。该文的理论与分析方法,可为黏弹性悬架参数与系统减振性能的一致性优化设计提供参考。 关键词:车辆,悬架,减振,黏弹性,非线性 doi:10.3969/j.issn.1002-6819.2012.09.008 中图分类号:U270.33 文献标志码:A 文章编号:1002-6819(2012)-09-0047-05 章 新,孙大刚,宋 勇,等. 基于非线性特征的黏弹性悬架系统减振特性分析[J]. 农业工程学报,2012,28(9):47 -51. Zhang Xin, Sun Dagang, Song Yong, et al. Analysis on vibration reduction characteristics of viscoelastic suspension system based on nonlinear behavior[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2012, 28(9): 47-51. (in Chinese with English abstract) 0 引 言 黏弹性悬架是一种金属件与阻尼材料的组合结构,能有效承受大型履带式工程车辆的重载负荷,可改善车辆的附着性能,并减缓车辆所受的振动与冲击。设计优良的黏弹性悬架系统,可显著提高工程车辆的平顺性、操纵稳定性等多种使用性能[1-5]。然而履带式工程车辆主要在非路面上作业,所受载荷为冲击型大载荷,同时由于黏弹性悬架的几何结构和阻尼材料的非线性,使黏弹性悬架表现出大变形、严重非线性及不可压缩等特性。因此黏弹性悬架有着显著的非线性刚度、阻尼特征。目前,国内外学者在阻尼缓冲悬架系统研究方面,主要以在良好路面上行驶作业的公路车辆及铁路车辆为研究对象,大多集中于主动、半主动悬架领域的研究,关注于悬架的阻尼材料特性及寿命预测等问题[6-12]。有关履带式工程车辆黏弹性悬架减振系统的研究却不多见,而非线性减振系统的研究更为鲜见。 本文根据工程车辆运动特征,建立了两自由度的分段非线性、非对称的减振系统模型,运用非线性理论,分析了某型号履式拖拉机在固有频率共振区域附近的幅频特性和系统各参数与幅频特性之间的关系。 收稿日期:2011-09-15 修订日期:2011-04-05 基金项目:高等学校博士学科点专项科研基金(200801090001) 作者简

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