摘 要

在汽车正常行驶的过程中，由于路面不平或路况复杂等原因引起的汽车振动会将激励通过车架传递到驾驶室，使得整体的乘坐舒适性和平顺性会比较差。那么为了改善驾驶室的舒适性，便需要对驾驶室悬置进行改善，从而提高其隔振能力。

本文主要阐述了如今国内外在驾驶室悬置方面的研究现状，运用多刚体运动力学和振动学理论知识，以东风天龙商用车作为研究样板，对其全浮式驾驶室悬置逐步分析并改善，利用CATIA软件建立了用于分析的初步模型，通过UG等转格式构造出ADAMS的参数化虚拟样机模型，根据整车实体数据对其进行振动动态分析，得到所需要的振动曲线，了解该悬置系统的减振能力。对于其中的不足点进行修改优化，以提高该系统的隔振能力，从而提高驾驶室行驶平顺性。

本文主要展现了东风天龙全浮式悬置系统的减振特点，为全浮式悬置的研究和设计提供了一定的依据和参考，同时，对于今后全浮式驾驶室悬置的模型建立，过程分析以及结果优化等提供了一定的思路和可行性路线。

关键词：全浮式驾驶室 悬置系统 平顺性仿真 振动力学 优化设计

Abstract

During the normal running of the vehicle in the car, due to vibration caused by uneven pavement or road complex reasons will inspire through the frame transfer to the cab, making the overall riding comfort will be relatively poor. Then, in order to improve the comfort of the cab, it is necessary to improve the cab suspension so as to improve its vibration isolation ability.

This paper mainly expounds the now at home and abroad in the cab suspension of the use of the multi rigid body mechanics and vibration theory, the Dongfeng commercial vehicle as the research model, the full floating cab mounting gradually for the preliminary analysis and improvement, model analysis was established by CATIA software, through UG to construct a ADAMS format parameterized virtual prototype model, according to the data of the real vehicle vibration dynamic analysis, get the vibration curve to understand, the damping capacity of the suspension system. In order to improve the vibration isolation capability of the system, the improvement of the ride comfort of the cab can be improved.

This paper mainly presents the vibration characteristics of Dongfeng Tianlong full floatingsuspension system, provides a basis and reference for research and design of full floatingsuspension at the same time, for the future establishment of full floating cab mounting model, provide some ideas and feasibility analysis and optimization of the process route.

Key Words：Full floating cab; suspension system; ride performance simulation; vibration mechanics; optimal design

目 录

第1章 绪论……………………………………………………………………………………...1

1.1 研究目的…………………………………………………………………………………..1

1.2 研究背景…………………………………………………………………………………..1

1.3 研究意义…………………………………………………………………………………..2

1.4 研究内容…………………………………………………………………………………..2

第2章 驾驶室多刚体运动学和平顺性理论研究……………………………………………...3

2.1 多刚体系统力学…………………………………………………………………………..3

2.2 人体受振动反应…………………………………………………………………………..3

2.3 平顺性评价方法…………………………………………………………………...……...4

2.4 虚拟样机和ADAMS概述…………………………………………………………………..6

2.4.1 虚拟样机技术………………………………………………………………………...6

2.4.2 ADAMS软件简介…………………………………………………………….………...7

第3章 驾驶室悬置参数化建模………………………………………………………………..9

3.1 导入模型…………………………………………………………….................................9

3.2 重组模型布尔运算…………………………………………………………....................10

3.3 添加弹性元件…………………………………………………………............................10

3.4 创建约束副……………………………………………………………………………....11

3.5 定义驾驶室重力……………………………………………………………….………...11

第4章 运动仿真……………………………………………………………………………….13

4.1 确定弹簧预加载荷………………………………………………………..……………..13

4.2 设置振动硬点坐标……………………………………………………………………....13

4.3 建立输入和输出通道……………………………………………………………………14

4.4 进行振动分析…………………………………………………………...……………….15

4.5 输出曲线…………………………………………………………………………………16

第5章 优化设计……………………………………………………………………………….19

5.1 定义设计变量………………………………………………………………....................19

5.2 创建振动设计目标和运行脚本……………………………………………....................20

5.3 进行优化………………………………………………………………………...……….22

第6章 总结与展望…………………………………………………………………………….24

6.1 本文总结…………………………………………………................................................24

6.2 未来展望………………………………………………………………………………....24参考文献………………………………………………………………………………………...25

附录A…………………………………………………………………………………………...26

致谢……………………………………………………………………………………………...27

第1章 绪论

• 1. 研究目的

从物质到精神，人们的追求也越来越高。如今，对商用车驾驶室的乘坐舒适性以及行驶平顺性都有着非常高的期许。然而，在以往传统的汽车研究设计里，一般商用车的驾驶室悬置仅仅采用连接式，即将驾驶室直接地安放在汽车的车架上，与车架相连，那么在汽车行驶的过程中，由路面传递给车体的振动激励等都会传导到驾驶室，给人不好的行驶体验^[1]。随后，随着汽车行业的发展，逐渐研发出了半浮式悬置隔振系统，到如今的全浮式。前者的前部分直接和车架相连，后部分则通过弹簧减震器和商用车车架相连，结构相对较为简单，隔振能力有所增强单仍缺陷明显；而后者前后都采用弹簧减振器和车架相连，隔振能力较强，但其结构较为复杂，在技术方面的要求也相对比较高，多用于重型高档货车。因此，本文的研究目的主要是通过东风天龙商用车为模板，进行四点全浮式悬置系统的优化设计。优化其结构，改进其隔振能力。通过分析研究其减振的原理以及运作方式，以及ADAMS的仿真运用，结合多刚体运动学和振动力学，对其弹簧减振器等元件进行优化，从而得到对其悬置系统优化改良的目的，提高汽车行驶平顺性，驾驶员的舒适性，缓解驾驶疲劳，降低错误操作等。

• 1. 研究背景

现如今国内的商用车驾驶室悬置主要有三大类：传统连接式、半浮式以及全浮式^[2]。

传统连接式的驾驶室悬置，在驾驶室的前部装有翻转轴，在后部有橡胶减震块，以此来进行减振。这种悬置方式结构简单，使用方便，便于维修，然而因为自身结构和橡胶材料的不足，其减振能力弱。不过成本较低，因此目前还有少量商用车在使用。