一种准零刚度车载隔振系统的设计与试验研究.docx

一种准零刚度车载隔振系统的设计与试验研究
摘要：
为了有效减小道路震动对车内乘员与货物造成的损伤，本文提出了一种准零刚度车载隔振系统的设计方案，并进行了试验研究。该系统利用弹性材料、气压和超声波位置传感器等元件组成，实现了对车辆悬挂系统与车轮间震动的隔离。试验结果表明，该系统能够显著降低车辆行驶时的振动强度和噪音水平，为车内乘员提供更加舒适的载乘环境。
关键词：
车载隔振系统、准零刚度、弹性材料、气压、超声波位置传感器、振动强度、噪音水平、舒适性。
引言：
随着汽车工业的不断发展，车辆行驶舒适性成为车辆制造商和用户共同关注的问题。而道路震动对车辆行驶舒适性的影响是不可忽视的。特别是当车辆行驶在坑洼、凹凸不平的道路上时，车辆受到的振动不仅会影响乘员的舒适性，还会影响货物的运输质量。因此，如何降低道路震动对车辆和乘员的影响，成为车辆制造商和用户迫切需要解决的问题之一。
传统的车辆隔振系统主要采用弹簧和减震器进行隔离，但这种方法存在系统刚度和阻尼率的限制，比如采用弹簧和减震器隔离的车辆还是会受到路面震动的影响。而准零刚度隔振系统能够克服这些局限，大大提高了车辆的隔振效果。在该系统中，会采用弹性材料和气压等元件配合使用，来实现对车轮与车架之间的隔离。
本文基于这种思路，提出并设计了一种准零刚度车载隔振系统，并进行了实验验证，以此探究该系统隔振效果和舒适性。
材料和方法：
1.系统设计：
为了实现准零刚度隔振系统，该系统利用弹性材料、气压和超声波位置传感器等元件组成，其中：
弹性材料：采用高弹性材料，将其按一定规律缠绕在车轮上，以达到隔离震动的目的。
气压：通过气压调节系统，控制弹性材料的紧致程度，从而实现隔离效果。
超声波位置传感器：通过超声波位置传感器获取车轮与车架之间的相对位置，从而调节气压调节系统，实现不同路况下的隔振效果优化。
2.实验方法：
在实验中，我们将按照以下步骤进行：
（1）选择标准道路并安装“X”型传感器，以便对车辆的振动强度、加速度和噪音水平等数据进行实时测试。
（2）安装准零刚度车载隔振系统，通过实验中设计的气压调节系统，模拟不同路况下的隔振效果。
（3）对比实验前后的多项数据（包括减震效果、绝对加速度和振动峰值等指标），判断准零刚度车载隔振系统对车辆行驶舒适性的影响。
结果与分析：
在实验过程中，我们测试了车辆在均匀舒适的路面与颠簸不平的路面上的数据，并通过对比准零刚度车载隔振系统安装前后的振动强度、加速度和噪音水平等数据，评估其隔振效果。
实验结果表明，准零刚度车载隔振系统显著降低了车辆行驶时的振动强度、绝对加速度和噪音水平，其中在颠簸不平的路面上显得尤为明显。同时，该系统也提供了相对较好的乘坐感受，使车内乘员更加舒适。
结论：
准零刚度车载隔振系统可有效降低车辆行驶时的振动强度和噪音水平，为车内乘员提供更加舒适的载乘环境。因此，该系统可应用于汽车制造业和交通运输业中，提高汽车行驶的舒适性和安全性。