农用车空气悬架的混沌振动特性[ ]z - 江苏农业科学.PDF

— ２０２— 江苏农业科学　２０１７年第４５卷第８期 丁　鹏，田学锋，葛如海，等．农用车空气悬架的混沌振动特性［Ｊ］．江苏农业科学，２０１７，４５（８）：２０２－２０６． ｄｏｉ：１０．１５８８９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００２－１３０２．２０１７．０８．０５７ 农用车空气悬架的混沌振动特性 １ １ ２ １ 丁　鹏 ，田学锋 ，葛如海 ，王　莹 （１．无锡职业技术学院，江苏无锡２１４１２１；２．江苏大学，江苏镇江２１２０１３） 　　摘要：针对农村特殊路面状况及一车多用的特点，首次尝试在农用车上安装空气悬架，并建立该车单自由度 １／４ 非线性空气悬架模型，利用ＭＡＴＬＡＢ数值仿真方法，对模型的时间历程图、功率谱图、相图及Ｐｏｉｎｃａｒé截面图进行分 析，以揭示空气悬架振动参数变化所引起的振动形式的改变。此外，对系统可能发生混沌振动的范围进行数值仿真分 析，用试验的方法对仿真分析的结果进行验证。结果表明，设计中对空气悬架参数取值不同，会严重影响农用车的振 动形式及其平顺性。 　　关键词：农用车；混沌振动；空气悬架；庞加莱截面图 ＋ 　　中图分类号：Ｓ２２９．１　　文献标志码：Ａ　　文章编号：１００２－１３０２（２０１７）０８－０２０２－０４ 　　一般农村家庭由于经济条件的限制，农用车既要运输农 架模型。模型由非线性空气弹簧、非线性减震器、簧载质量组 资等货物，又要起到载客的作用。然而，农村地区路面状况复 成，详见图１。 杂，既有崎岖不平的路面，也有一般柏油路面，此外还有水泥 路。农用车在这种复杂条件下运行，对驾驶员的健康及车身 的零部件造成极恶劣影响。空气悬架具有变刚度性（不同路 面对应不同刚度，可满足农村多元化路面需求），容易得到较 低的振动频率，其固有频率在载荷变化时几乎不变，并且可以 自动避开共振，从而抑制共振振幅，获得良好的行驶平顺性； 此外，空气弹簧隔振系统更容易实施主动控制，因而在农用车 中使用空气悬架可以有效减缓驾驶员疲劳程度与车身的振 动。目前，国内外对农用车使用空气悬架还没有类似的分析， 而对悬架的混沌振动研究多是针对轿车液压悬架方面 ［１－２］ 的 。对空气悬架的研究多是将空气弹簧或减震器其中之 一作为非线性系统进行研究，而将另一个作为线性系统进行 ［３－５］ 　　根据牛顿第二定律可得： 研究 。这样做具有很大的局限性，不能更加真实地反映 ¨ 空气悬架的运行特点和工作状况。美国的ＪｏｈｎＷｏｏｄｒｏｏｆｆｅ通 ｍｚ－Ｆ－Ｆ＝０。 （１） １ ２ 过试验比较方法分析空气悬架的平顺特性。德国的Ｈｏｍｅｙｅｒ 　　设空气弹簧的刚度为ｋ，则空气弹簧垂直刚度一般可表 ［６］ ［８－９］ 利用有限元方法，Ｌｅｅ等利用增量有限元方法 ，Ｌｉｕ等利用 达为式（２） ： ［７］ ２ ＡＢＡＱＵＳ软件等方法对空气悬架的振动特性进行分析 。 ｓ ｄｓ Ｋ＝ｍ（ｐ＋ｐ） ＋ｐ 。 （２） 空气弹簧、减振器都是非线性极强的元件，只有同时将两者作 ａ Ｖ ｄｚ 式中：ｐ为空气弹簧内部气压，Ｐａ；ｐ为大气压力，