（毕业设计论文）《磁流变阻尼器对汽车侧翻稳定性的控制研究》.docVIP

磁流变阻尼器对汽车侧翻稳定性的控制研究 摘要：针对被动悬架系统侧翻稳定性比较差，而主动悬架系统安装成本高、消耗能量大的问题，我们设计、制造并测试了一个独特的磁流变（MRF）阻尼器的半主动悬架系统。该半主动悬架系统可以生成的最大力量达近8000N，能够有效防止关键情况下重型车辆倾翻。使用车辆动态软件模拟了“防止重型车辆侧翻”的磁流变阻尼器的性能，并模拟了其应急机动和防止车辆侧翻的情况。结果表明，应用了磁流变阻尼器的半主动悬架系统在防止车辆侧翻时的性能表现更好，滚动倾斜角可比非磁流变阻尼器减少45％。 关键词：磁流变阻尼器，重型车辆，侧翻，半主动悬架系统。 Abstract: To target a rather poor roll stability of passive suspension system while there are a great deal of costs and energy consumption at the active suspension system installation. A unique magnetorheological fluid (MRF) bypass damper for heavy vehicle controllable suspension systems is designed, fabricated, and tested. The damper can generate nearly 8000N which can effectively prevent the critical situation of heavy vehicles overturned. A dynamic simulation of the rollover performance of a heavy vehicle incorporated with MRF dampers is carried out using a vehicle dynamic software. Emergency maneuver and rollover scenario are simulated. The results show that the MRF dampers could achieve better performance for protection from the vehicle rollover,it is estimated that the roll angle can be reduced by 45% compared to the regular non- MRF dampers. Key words: magnetorheological fluid (MRF) damper, vehicles, rollover, semi-active suspension system。 一、引言 车辆的侧翻是一种常见的交通事故。其主要原因是离心力的作用使得汽车失去了行驶稳定性，例如：汽车在弯道上超速行驶、高速变线行驶、一侧的车轮突然失去气压、在不同附着状态的道路上制动或加速行驶或突然出现强侧向风等。在上述运行状态下，很容易使轮胎达到动力学的极限附着状态，从而引起车辆侧翻事故。[1]而悬架是影响车辆性能的关键部件，采用能够根据路面情况和车辆运行状态进行实时控制的智能悬架是提高车辆的平顺性和安全性的一条重要途径。磁流变半主动悬架利用磁流变技术实现了阻尼实时控制，具有优良的可控性、较宽的动态范围、较高的响应速度、较低的功耗、相对简单的结构，已成为目前智能悬架领域的研究热点，备受青睐。磁流变阻尼器可用于重型汽车司机座椅的半主动悬架减震系统。[2,3] 本研究的目的是发展磁流变（MRF）阻尼器的重型车辆悬架系统，磁流体半主动控制悬架系统主要包括弹簧和具有可调阻尼能力的可控阻尼器。相对于电流变液阻尼器，可控摩擦阻尼器和可变液体阻尼器，磁流体阻尼器的优势在于它拥有强劲的设计和广泛的功能，如杂质渗透不敏感，流体的稳定性好和使用寿命长等，最重要的是，当控制系统产生故障时，磁流变阻尼器仍然可以发挥出一定的功效，也就是说可以作为一个上了保险的阻尼器。[4] 二、实验部分 2.1 磁流体（MRF）阀的设计 本设计中，磁流体在两个并列的固定极板间急速流动。在四个独立的阀门区域，闭合的回路产生了与流体流动方向相垂直的磁通密度。根据牛顿学说，我们假定磁流体（MRF）流动阀门是不可压缩的。在理论中需要使用的几何尺寸如图1： 图1 磁流体阀原理图 Figure 1. Schematic of the two-stage disk type MR fluid valve. 采用Bingham流体模型来