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某工程机械驾驶室的减振优化研究

柳超杰 陈振雷 吕孝鲁 商晴

柳超杰, 陈振雷, 吕孝鲁, 商晴. 某工程机械驾驶室的减振优化研究[J]. 机械科学与技术, 2020, 39(5): 682-687. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20200049
引用本文: 柳超杰, 陈振雷, 吕孝鲁, 商晴. 某工程机械驾驶室的减振优化研究[J]. 机械科学与技术, 2020, 39(5): 682-687. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20200049
Liu Chaojie, Chen Zhenlei, Lü Xiaolu, Shang Qing. Research on Vibration Reduction Optimization for Driving Cab of a Construction Machinery[J]. Mechanical Science and Technology for Aerospace Engineering, 2020, 39(5): 682-687. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20200049
Citation: Liu Chaojie, Chen Zhenlei, Lü Xiaolu, Shang Qing. Research on Vibration Reduction Optimization for Driving Cab of a Construction Machinery[J]. Mechanical Science and Technology for Aerospace Engineering, 2020, 39(5): 682-687. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20200049

某工程机械驾驶室的减振优化研究

doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20200049
基金项目: 

宁波大学人才工程项目(理) 421806920

详细信息
    作者简介:

    柳超杰(1994-), 硕士研究生, 研究方向为动力机械结构仿真与测试研究, 562963813@qq.com

    通讯作者:

    陈振雷, 教授, 博士, chenzhenlei@nbu.edu.cn

  • 中图分类号: TH122;TH113;U461.2

Research on Vibration Reduction Optimization for Driving Cab of a Construction Machinery

  • 摘要: 针对某工程机械驾驶室的振动过大问题,采用试验测试与仿真模拟相结合的方法,对驾驶室的减振性能进行了评估与优化。通过对各测点振动加速度频谱图的分析,探究了驾驶室振动过大问题的原因,并采用壳单元模型进行模态分析,实现了故障再现;进而根据仿真结果,对驾驶室进行了优化设计,并对该优化方案进行了验证。结果表明:驾驶室的振动放大问题是因驾驶室底板模态与发动机激振频率在50 Hz和80 Hz附近发生共振所致;通过对驾驶室结构的优化设计,有效地规避了发动机的激振频率,振动传递率满足小于70%的要求,达到了减振的目的。
  • 图  1  驾驶室各测点的位置分布图

    图  2  驾驶室底板三向加速度传感器布置示意图

    图  3  左前测点和右前测点的振动加速度频谱图

    图  4  驾驶室的有限元模型图

    图  5  驾驶室的模态振型图

    图  6  驾驶室优化的细节图

    图  7  优化后驾驶室的模态振型图

    表  1  测试的振动加速度值与传递率

    测点 工况 减振前/g 减振后/g 传递率/%
    左前测点Z方向 低速行走 0.206 1 0.318 3 154.44
    低速工作 0.375 4 0.678 7 180.79
    高速行走 3.507 6 2.131 6 60.77
    高速工作 3.475 8 2.151 6 61.90
    右前测点Z方向 低速行走 0.986 6 0.453 3 45.94
    低速工作 1.344 2 0.631 9 47.01
    高速行走 0.889 1 0.889 5 100.04
    高速工作 1.878 6 2.334 3 124.26
    左后测点Z 低速行走 1.100 0 0.267 1 24.29
    低速工作 1.712 9 0.628 5 36.69
    高速行走 3.496 8 2.063 6 59.01
    高速工作 3.078 6 1.891 3 61.44
    右后测点Z方向 低速行走 0.895 4 0.281 9 31.49
    低速工作 1.479 3 0.486 5 32.89
    高速行走 3.471 2 1.671 9 48.17
    高速工作 3.900 0 1.526 2 39.13
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    表  2  优化后驾驶室的振动加速度值与传递率

    测点 工况 减振前/g 减振后/g 传递率/%
    左前测点Z方向 低速行走 0.277 8 0.141 6 50.97
    低速工作 0.382 2 0.251 1 65.70
    高速行走 3.786 9 2.151 6 56.81
    高速工作 3.465 3 2.198 1 63.43
    右前测点Z方向 低速行走 1.010 2 0.501 2 49.61
    低速工作 1.645 3 0.785 6 47.75
    高速行走 0.779 1 0.322 4 41.38
    高速工作 1.883 1 1.122 1 59.59
    左后测点Z方向 低速行走 1.342 6 0.302 1 22.50
    低速工作 1.565 3 0.798 1 38.21
    高速行走 3.505 6 2.356 1 67.21
    高速工作 3.231 4 2.113 1 65.39
    右后测点Z方向 低速行走 0.912 4 0.291 6 31.96
    低速工作 1.503 4 0.490 0 32.59
    高速行走 3.532 1 1.698 7 48.09
    高速工作 4.010 1 1.623 1 40.48
    下载: 导出CSV
  • [1] 杜明龙.工程机械驾驶室减振分析及研究[D].济南: 山东大学, 2011

    Du M L. Vibration reduction research of construction machinery's cab[D]. Jinan: Shandong University, 2011(in Chinese)
    [2] 王德海.基于刚柔耦合的拖拉机驾驶室振动特性研究[D].济南: 山东大学, 2018

    Wang D H. Vibration characteristics of tractor cab based on rigid-flexible coupling[D]. Jinan: Shandong University, 2018(in Chinese)
    [3] 蔡俊杰.某三钢轮静碾压路机驾驶室振动测试及减振研究[J].柴油机设计与制造, 2019, 25(2):44-47 http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/cyjsjyzz201902010

    Cai J J. Test and reduction of cabin vibration for a tri-steel wheeled static roller[J]. Design and Manufacture of Diesel Engine, 2019, 25(2):44-47(in Chinese) http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/cyjsjyzz201902010
    [4] 王飞, 王道秋, 刘洋.液压挖掘机驾驶室振动测试与减振研究[J].建筑机械化, 2014, 35(1):49-51 http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/jzjxh201401041

    Wang F, Wang D Q, Liu Y. Hydraulic excavator cab vibration testing and research of vibration reduction[J]. Construction Mechanization, 2014, 35(1):49-51(in Chinese) http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/jzjxh201401041
    [5] 王春磊, 居世昊, 徐立明, 等.破碎工况下液压挖掘机驾驶室减振分析[J].工程机械, 2017, 48(12):30-33 http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/gcjx201712006

    Wang C L, Ju S H, Xu L M, et al. Vibratory analysis of hydraulic excavator cab under breaking conditions[J]. Construction Machinery and Equipment, 2017, 48(12):30-33(in Chinese) http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/gcjx201712006
    [6] 东荣, 张磊, 张明珍, 等.液压挖掘机驾驶室振动及减振研究[J].建设机械技术与管理, 2015, 28(11):81-86 http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/jsjxjsygl201511028

    Dong R, Zhang L, Zhang M Z, et al. Research on vibration and vibration reduction of cab for the hydraulic excavator[J]. Construction Machinery Technology & Management, 2015, 28(11):81-86(in Chinese) http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/jsjxjsygl201511028
    [7] 姜圣, 李平, 卢立秀.单钢轮压路机驾驶室振动测试及减振研究[J].工程机械, 2015, 46(12):22-26, 47 http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/gcjx201512004

    Jiang S, Li P, Lu L X. Vibration test and vibratory reduction study on cab of single drum roller[J]. Construction Machinery and Equipment, 2015, 46(12):22-26, 47(in Chinese) http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/gcjx201512004
    [8] Zhao L L, Zhou C C, Yu Y W. Hybrid modeling of seat-cab coupled system for truck[J]. International Journal of Automotive Technology, 2016, 17(5):769-776 http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=c77cb398a7e2bc81ba3782069a9cf96b
    [9] Jain P. Design and analysis of a tractor-trailer cabin suspension[R]. SAE Paper No. 2007-26-047, 2007
    [10] 王伟.商用车驾驶室悬置试验与计算研究[D].广州: 华南理工大学, 2013

    Wang W. Experimental and theoretical analysis of cab suspension for commercial vehicle[D]. Guangzhou: South China University of Technology, 2013(in Chinese)
    [11] 杨丽娟, 张白桦, 叶旭桢.快速傅里叶变换FFT及其应用[J].光电工程, 2004, 31(S1):1-3, 7 http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/gdgc2004z1001

    Yang L J, Zhang B H, Ye X Z. Fast Fourier transform and its applications[J]. Opto-Electronic Engineering, 2004, 31(S1):1-3, 7(in Chinese) http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/gdgc2004z1001
    [12] 吴业强, 何锋, 占刚, 毛卫秀.工程车辆驾驶室振动特性分析及悬置优化[J].现代机械, 2017(4):35-39 http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/xdjx201704009

    Wu Y Q, He F, Zhan G, et al. Vibration characteristics analysis and suspension optimization of construction vehicle cab[J]. Modern Machinery, 2017(4):35-39(in Chinese) http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/xdjx201704009
    [13] 祝金丹, 陈虎, 巩建鸣, 等.壳单元应用于薄板多道焊焊接数值模拟的方法探讨[J].焊接学报, 2008, 29(11):105-108 http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/hjxb200811027

    Zhu J D, Chen H, Gong J M, et al. Strength and fracture character of SiCp/2009Al joint by composites reaction diffusion bonging with Al-Ag-Cu-Ti[J]. Transactions of the China Welding Institution, 2008, 29(11):105-108(in Chinese) http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/hjxb200811027
    [14] Zhang J, Dong P, Brust F W. A 3-D composite shell element model for residual stress analysis of multi-pass welds[C]//Transactions of the 14th International Conference on Structural Mechanics in Reactor Technology (SMIRT 14). Lyon, France: IASMiRT, 1997: 335-344
    [15] 田鹏, 陈震.板壳单元在焊接热弹塑性有限元计算中的应用[J].焊接学报, 2015, 36(9):99-102, 112 http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/hjxb201509024

    Tian P, Chen Z. Application of 3D shell element in welding thermal elasticplastic finite element analysis[J]. Transactions of the China Welding Institution, 2015, 36(9):99-102, 112(in Chinese) http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/hjxb201509024
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  • 收稿日期:  2019-09-26
  • 刊出日期:  2020-05-05

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