帶附加氣室空氣懸架剪式座椅振動特性研究.pdf

1、研究表明，在車輛作業(yè)和行駛過程中，長期承受低頻高強(qiáng)度的乘坐振動，其腰椎、脊柱、胸腔和內(nèi)臟都會造成傷害，嚴(yán)重?fù)p害駕駛員的身心健康，降低工作效率。本課題為改善駕駛員的乘坐環(huán)境，將帶附加氣室的空氣懸架應(yīng)用到駕駛員剪式座椅中，構(gòu)建出新型的座椅懸架，建立了理論模型，并通過仿真和試驗研究其振動特性，取得的結(jié)論如下： 首先，用理論分析的方法對空氣彈簧在剪式座椅懸架中的兩種布置方式進(jìn)行了研究，建立了兩種布置方式下座椅懸架系統(tǒng)振動微分方程，分別導(dǎo)

2、出了相應(yīng)的振動系統(tǒng)固有頻率及阻尼比表達(dá)式，發(fā)現(xiàn)振動系統(tǒng)固有頻率不僅取決于空氣彈簧的剛度κ和座椅的等效簧載質(zhì)量m，還與座椅的結(jié)構(gòu)參數(shù)有關(guān)。以HY-Z04型剪式座椅為例，計算了兩種懸架系統(tǒng)的固有頻率，發(fā)現(xiàn)空氣彈簧布置于剪桿與底板之間時座椅懸架的固有頻率約為空氣彈簧布置于上板和底板間時的0.57倍。 然后，采用多體系統(tǒng)動力學(xué)分析軟件ADAMS(ADAMS/VIEW模塊)建立了空氣懸架座椅的仿真模型，對座椅懸架系統(tǒng)的振動特性進(jìn)行了分析，

3、得到以下結(jié)論：同一空氣彈簧壓力下，位移傳遞率在隔振區(qū)隨m的增大而減小。同一空氣彈簧壓力下，當(dāng)激勵頻率較低時，等效簧載質(zhì)量m對加速度均方根值幾乎沒有影響；當(dāng)激勵頻率增大到一定值后，隨著等效簧載質(zhì)量m的減小，響應(yīng)加速度均方根值增大。響應(yīng)的位移和加速度與激勵相比較，響應(yīng)均滯后激勵約1/8個周期。 用試驗的方法對無附加氣室和帶附加氣室空氣懸架座椅的振動特性進(jìn)行了研究，并同HY—204型螺旋彈簧座椅的振動特性進(jìn)行了比較。研究結(jié)果表明：節(jié)流

4、閥處于關(guān)閉狀態(tài)時(即空氣彈簧單獨工作時)，響應(yīng)位移和加速度均比激勵滯后約1/4個周期，比仿真結(jié)果滯后約1/8個周期。在相同氣體壓力和激勵振幅條件下，位移傳遞率峰值隨等效簧載質(zhì)量的增加而增加，位移傳遞率的峰值頻率隨等效簧載質(zhì)量的增加而減?。幌嗤|(zhì)量，不同激勵振幅下，位移傳遞率峰值隨激勵振幅的增加而增加。在低頻區(qū)，加速度均方根值隨頻率的增加而增加；在高頻區(qū)，加速度均方根值隨頻率的增加保持不變或有所下降。節(jié)流閥開啟時(即附加氣室接通時)節(jié)流孔

5、從閉合到開啟時，座椅懸架系統(tǒng)的位移傳遞率峰值頻率降低。當(dāng)節(jié)流孔處于開啟狀態(tài)時，當(dāng)節(jié)流閥手柄旋轉(zhuǎn)角度開始減小時，位移傳遞率和加速度均方根值變小，但當(dāng)節(jié)流閥手柄旋轉(zhuǎn)角度等于或小于45°時，節(jié)流孔流通面積進(jìn)一步加大，位移傳遞率和加速度均方跟值幾乎不變。帶附加氣室空氣懸架座椅同HY-Z04型螺旋彈簧座椅的比較，帶附加氣室空氣懸架座椅的共振頻率要低于螺旋彈簧座椅約0.5Hz；在越過共振點后的位移放大區(qū)和隔振區(qū)內(nèi)，相同激振頻率時，帶附加氣室空氣懸架