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空气流量计悬架系统的参数化建模、分析及设计，空气流量计弹簧的设计与空气流量计悬架导向机构及各种安装支架的设计技术及悬架的设计理论进行了系统的理论分析、仿真及试验研究，大量空气流量计弹簧和空气悬架的研究文献和对国内相关企业作了广泛地调研的基础上系统地综合分析了国内外对空气流量计悬架的研究现状、空气流量计悬架的设计方法及其在汽车上的使用情况。介绍了空气流量计悬架系统的主要元件和空气流量计悬架导向机构的不同结构型式,阐述了空气流量计悬架与钢板弹簧悬架相比所具有的独特的优点。应用多体动力学理论的Langrage方法对一种空气流量计悬架的导向机构作了理论分析,并基于国际上流行的虚拟样机技术对其作了刚体运动学和弹性运动学的分析,得到了该型空气流量计悬架定位参数随车轮跳动的变化规律。自行设计了适用于一种非承载式大客车的空气流量计悬架系统(包括转向传动机构),在对系统作了运动分析的基础上建立了以转向轮接地点的侧向滑移量最小为目标函数的结构参数优化设计模型,基于遗传算法对该空气流量计悬架的导向机构的特性参数进行了优化设计,得到了该型空气流量计悬架的结构参数的较为合理的优化设计方案。 研究分析了空气流量计悬架的关键元件——空气流量计弹簧和弹簧支架。在对参考车型的空气流量计悬架系统的弹簧支架进行了力学特性的分析基础上,为了适用于新车型,进一步作了改型设计,探索了一种动力学分析和有限元分析相结合的方法,参照非独立悬架中车桥的寿命计算所采用的方法计算了该结构件的疲劳寿命问题,并对其作了疲劳寿命的分析计算。从理论上推导分析了空气流量计弹簧的刚度特性、频率特性和阻尼特性;考虑了空气流量计弹簧的材料非线性和几何非线性,采用非线性有限元分析技术建立了空气流量计弹簧有限元模型,分析了由复合材料构成的空气流量计弹簧的非线性特性,得到了不同初始压力和不同帘线角等结构参数和使用参数对空气流量计弹簧的轴向和横向特性的影响,为空气流量计弹簧的设计提供了一定的依据。 论文采用虚拟样机技术将研究对象分解为多个子系统,建立了自行设计的空气流量计悬架客车的整车多体动力学模型,编制了路面谱文件,进行了平顺性仿真分析,并与参考客车的道路试验的结果和安装非空气悬架的车辆进行了比较。比较发现:该车车身上相应位置的加速度值与参考客车接近,而整体小于非空气悬架的车辆上相应位置的加速度值,说明安装有空气流量计悬架的汽车相对于未安装空气流量计悬架的汽车具有更好的乘坐舒适性。该方法可以在整车开发的设计阶段、试制之前对其性能进行有效的预测,从而在试制样车之前最大限度的发现问题。

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