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车辆在行驶过程中的振动噪声特性直接影响到司乘人员的舒适性,并涉及其动力性和经济性的发挥,影响到零部件的使用寿命。因此它是同类车辆在市场竞争中争取优势的一项重要指标。各种车辆结构不同、使用环境不同、作业对象不同,影响车辆振动的因素也不同。不同于汽车等运输车辆通过弹性减振悬架悬挂,叉车的车架与车桥、传动装置等是直接刚性连接在一起的。由此而导致叉车的振动与噪声问题尤为突出。虽然各叉车制造企业已采取了多种方法,比如在连接部件间设置减振垫减少振动的传播,但由于没有正确掌握减振技术使得应用效果并不明显。有的产品甚至与不加减振垫的情况基本相同,振动、噪声问题并没有改善。因此,应用先进的分析手段对产品进行全面的振动特性研究,进而采取正确的减振措施才是解决问题,避免盲目性的根本途径。
本文的研究内容是企业科研项目《叉车减振降噪整机综合治理应用研究》最核心的部分。本课题研究的目的是为了掌握一套系统的,基于有限元方法的叉车整车建模和振动分析、控制的方法,提高企业的自主开发能力和产品竞争力。
对叉车振动的分析,首先是建立一个有效准确的有限元模型。为此,本文对国内外相关的研究成果进行了全面的分析,为了建立一个准确而有效的有限元模型,将叉车分为几个部分,根据各部分的结构特点,用不同类型的网格来划分单元,并在各部件进行初步计算后,建立整车有限元模型。
研究中通过改变发动机与车架的匹配参数,对车架系统进行计算模态分析,掌握了车架系统的固有频率和固有振型。通过对整车模型的模态分析获得了整车结构的振动特性,并掌握了其结构的动态特性。通过模拟发动机主要激励源二级往复惯性力对整车模型的作用,对整车关键位置进行了振动响应计算预测。为了验证有限元分析预测的正确性,对叉车整车进行了振动测试试验,取得了较理想的结果。
根据整车有限元振动分析的结果,对叉车进行了减振措施研究。经过反复计算和整体优化,提出了最终的减振设计方案。其中包括车架与发动机匹配、方向盘匹配、左右箱体匹配等设计改进措施。这些措施已进入工程实施阶段。