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风电叶片运输车是因市场需求而产生的新型产品,因承载对象特殊而要求其具有较好的平顺性。以LY9280型风电叶片运输车为实际工程背景,对影响其平顺性的各种因素进行了详细的研究;通过确定合理的支撑点,优化车架刚度、改进悬挂系统形式、优化悬挂系统参数等方法来提高整车的平顺性,并开发了该类车辆的平顺性仿真优化平台;为这种新型产品的设计及应用提供了方法及理论依据。
风电叶片运输时需要工装在挂车车架上,工装位置对叶片的运输平顺性有较大的影响;对车架及叶片进行了动力学分析,采用自由模态叠加法确定了运输时叶片的最佳支撑位置,为工程实际中叶片支撑位置的确定提供了解决方法及理论依据。对运输车车架进行了静力学分析及刚度优化设计,优化后车架的刚度及一阶频率均有较大的提高。
基于提高整车平顺性的目的,在保持运输车升降功能的基础上对其悬架进行了改进,在叶片与车架间加装一套二级减振装置;为整车平顺性的提高创造的条件。对改进后挂车油气悬架的工作原理、实现的功能、刚度/阻尼特性进行了分析;对二级减振装置进行了设计,并对其侧倾特性进行了校核。
利用多体动力学和振动理论建立了风电叶片运输汽车列车动力学数学模型,并求解了数学模型,其结果与虚拟样机模型仿真结果差别不大,为整车减振分析提供了理论支持。
建立了整车多体动力学虚拟样机仿真模型,通过虚拟仿真试验分析了各因素对整车平顺性的影响,结果表明:悬架刚度、行驶车速、质心高度对整车平顺性都有较大的影响,悬架阻尼影响则不大。对风电叶片运输车平顺性进行了优化设计,结果表明:通过调整充气压力、充气体积及减振装置的刚度可改善整车的行驶平顺性和操作安全性。
开发了风电叶片运输车仿真优化平台,在该平台下可实现整车的平顺性仿真分析及悬挂系统优化设计,从而为该类车辆平顺性仿真及悬架系统的设计提供了通用平台及方法,提高了该类车辆的设计质量和设计效率。