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  消防车操纵稳定性


  消防车悬架系统设计中,其刚度和阻尼值匹配是否合理直接影响消防车的操纵稳定性和平顺性。对操纵稳定性和平顺性传统的评价方法是进行实车试验。消防车的试车员的重复工作量大,试验周期长,费用高,主观影响因素较大。
消防车操纵稳定性

  消防车模型的建立


  研究的消防车悬架系统为板簧悬架结构。本文中采用BEAM单元法建立板簧动力学模型,将每个簧片分为多个集中质量块,相邻的两个集中质量块之间用无质量的BEAM单元连接,其刚度和阻尼等由软件求解器根据相邻单元的截面尺寸和材料属性设置自动生成,簧片之间的接触和摩擦力通过设置相应的接触应力和摩擦因数来定义,各单元连接点位置的选取应反映实际板簧的曲率形状特点。这种处理方法遵循板簧的外形特征,可以建立与实际板簧形状与性能较为吻合的模型。


  仿真试验与正交设计优化


  2.1仿真试验


  在Adams/Car中进行消防车稳态回转的仿真。设置消防车模型初始速度为10km/h,沿起始半径为15m的圆周行驶,待其稳定一段时间后(此处选30s)固定转向盘转角,让消防车以0.2m/s2加速度平稳加速,设定试验的结束条件为车身侧向加速度≥6.5m/s2。对试验结果进行处理,得到车身质心处的不足转向度和车身侧倾度。按照GB/T6323.2—94[5]
消防车操纵稳定性

  在Adams/Car中进行转向盘角阶跃输入的仿真。设消防车为满载状态,取车速为60km/h,调整转向盘转角使车身质心处的侧向加速度稳态值为2.0m/s2,阶跃输入从2s开始,0.2s内完成转向盘转角输入,10s结束。对试验结果进行处理,得到车身质心处的横摆角速度响应时间和侧向加速度响应时间。


  按照GB/T4970—1996在Adams/Car中进行消防车随机路面输入的仿真,设定消防车以60km/h的车速直线行驶,在驾驶室主驾座位处设置测试点。路面文件采用B级随机路面模型。对其结果进行处理,得到驾驶员座椅处加权加速度均方根值。
消防车操纵稳定性

  2.2正交试验设计优化


  根据专业知识和文献的研究结果,采用6因素、3水平和27次试验的设计。6因素分别为:前减振器拉伸阻尼A;前减振器压缩阻尼B;前弹簧刚度C;后减振器拉伸阻尼D;后减振器压缩阻尼E和后弹簧刚度F。3水平分别为初始阻尼和刚度值的0.9倍、1.0倍和1.1倍。


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