基于颗粒阻尼的矿用自卸车振动舒适性

作     者：肖望强 卢大军 宋黎明 杨哲 李泽光 XIAO Wang-qiang;LU Da-jun;SONG Li-ming;YANG Zhe;LI Ze-guang

作者机构：厦门大学航空航天学院福建厦门361000 内蒙古北方重型汽车股份有限公司内蒙古包头014030 

出 版 物：《交通运输工程学报》 (Journal of Traffic and Transportation Engineering)

年 卷 期：2019年第19卷第6期

页      面：111-124页

核心收录：

学科分类：082304[工学-载运工具运用工程] 08[工学] 080204[工学-车辆工程] 0802[工学-机械工程] 0823[工学-交通运输工程] 

基　　金：国家自然科学基金项目(51875490) 厦门市科技计划项目(3202Z20173021) 厦门市交通基础设施智能管养工程技术研究中心开放基金项目(TCIMI201813) 中央高校基本科研业务费专项资金项目(20720180063) 

主　　题：矿用自卸车 颗粒阻尼 离散元 减振 振动舒适性 

摘      要：采用颗粒阻尼技术对驾驶室座椅进行减振,提高其振动舒适性;选择与驾驶室底板和座椅连接的基座作为颗粒阻尼器,建立了基座阻尼器的离散元模型;模拟整车在发动机最高转速下的振动环境,针对不同阻尼器方案(颗粒材质、阻尼器分层数、颗粒粒径和颗粒填充率),通过离散元仿真计算逐一进行耗能分析,得到了最优方案;对实物模型进行试验,对比原结构与增加阻尼颗粒后基座的加速度均方根,确认减振效果,将试验与仿真计算结果进行趋势对比,验证了离散元模型的可行性;在实际样车试验中应用最优方案,采集了座椅在发动机不同转速下的响应,进行了数据分析;针对最高转速的工况,进行了人体振动暴露的舒适性分析。研究结果表明:从频域图的单峰最大值来看,减振前座椅最大加速度响应出现在425 Hz处的0.643 4 m·s-2,安装颗粒阻尼器后最大值为25 Hz处的0.087 5 m·s-2;从时域图来看,当发动机转速分别为750、1 110、1 470、1 830、2 200 r·min-1时,安装颗粒阻尼器后座椅加速度均方根综合减幅分别达到24.2%、29.6%、34.7%、39.2%、46.0%,发动机转速越高,颗粒阻尼器的减振效果越好;安装颗粒阻尼器后各频段舒适性界限时长均有大幅度增加,频段为3.1和4.0 Hz时,安装颗粒阻尼器后舒适性界限时长均提升了1.50倍,为20 Hz时,安装颗粒阻尼器后舒适性界限时长提升了1.57倍。