毕业设计开题报告（理工类）
设计题目 | ||||||||
学生姓名 | 学号 | 专业 | 车辆工程 | |||||
一、课题的目的意义 车辆悬架系统包括弹性元件、减震器、导向机构。汽车悬架的性能优劣直接关系到汽车的乘坐舒适性，操纵稳定性，制动时方向稳定性，甚至影响行驶车速，损坏汽车的零部件及装载的货物。其中，减震器包括四个阀（流通阀、复原阀、补偿阀、压缩阀），复原阀和压缩阀的阀系参数设计是减震器设计中的关键问题，也是一直困扰减震器开发设计和优化的关键所在，二阀参数对减震器的性能有着极其重要的影响。对于进一步提高汽车的乘坐舒适性，减震器阀系参数设计具有重要的现实意义。 目前，国内外多采用经验设计，并通过反复试验加以修正，最终确定出减震器阀系参数。其“经验+试验”的方法，虽有一定的可行性，但是，过程繁琐，历时较长，消耗大量的人力、物力、财力，不符合当今建设节约型社会的理念。并且，国内外各企业采用近似设计，减震器阀系参数并不精确、可靠，这直接影响着整车的性能。同时，基于车辆参数、按照最佳阻尼匹配来设计减震器阀系参数，国内外研究的较少，因此，该课题具有重要的科学研究价值。对于进一步改善汽车的各方面性能，降低生产成本，提高企业的生产效率、经济效益与研发能力，以及汽车行业与国际接轨，研发性能更加完善的汽车，走在科技前沿，具有极其重要的现实意义和社会价值。 | ||||||||
二、近年来国内外研究现状： 当今，国内外减震器的参数设计大都据所积累的丰富经验，进行总体大致设计，然后进行反复试验，不断修正，直至减震器的各个方面的性能能够满足要求，以致得到较优的阀系参数。目前，减振器阀系参数设计理论和方法均不完善,很难建立可靠的阀系参数设计数学模型。可靠的阀系参数数学模型建立困难，原因有：考虑油液（粘度、工作温度、类型、运动状态等因素）影响、阀片结构（常通节流孔的面积、阀片厚度等）、阀片变形（阀片预紧力、开阀速度点）等问题。阀系参数相互耦合，动一，则全变。全面考虑各个方面的因素，建模困难。 一般说来，目前汽车行业采用近似设计。近似设计存在着以下问题：一是，近似设计采用《机械设计手册》变形公式，仅考虑了最大位置处的变形情况，近似设计精确度不高，妨碍减震器参数的进一步优化，不能满足人们日益增长的对汽车乘坐舒适性的要求；二是，近似设计中，流量系数取常数，而流量系数是由试验确定的，本身并不精确，况且流量系数实际上并非常数，近似设计所考虑影响参数不全面，影响减震器性能的进一步完善，以及汽车性能可提高空间的缩小。 随着计算机技术和软件水平的不断提高,减振器生产厂家及汽车生产厂家（考虑减震器阀系参数与车辆参数相匹配，与车辆的性能，结构，类型相匹配，对阀系参数进行优化，提高汽车的性能）迫切需要采用准确的阀系参数设计方法与设计理论, 建立可靠的阀系参数设计数学模型，提高产品设计质量和水平,加快产品开发速度。 最近，国内外人士有进一步利用曲线拟合法、有限元分析法以及黄金分割法，对减震器的阀系参数进行设计，取得了较好的效果。一切事物都是在运动发展变化的，没有绝对静止，也没有绝对最有的设计方法，减震器阀系参数设计理论与方法在一步步向前发展！ | ||||||||
三、设计方案的可行性分析和预期目标： 1、技术路线 基于车辆参数，建立悬架振动模型，确定最佳阻尼比 车辆参数：簧载质量mu、车辆类型、弹簧刚度K、杠杆比i、固有频率f等 建立理想的减震器的阻尼特性曲线F—V(由阀系参数确定) 减振器阻尼特性(F---V)主要是由阀系参数所决定的,包括常通节流孔面积Ah、节流阀片厚度h、阀片预变形量frk和最大限位间隙max。 据弹性力学，设计阀片在任意位置处的变形，建立阀系参数设计数学模型和非线性解析 利用节流压力P与流量Q以及阀片变形fr之间的关系,建立了减振器阀系参数设计数学模型和优化目标函数 阀系参数设计顺序：初次开阀速度点之前常通节流孔面积Ah、初次与二次开阀速度点之间设计节流阀片厚度h、在初次开阀速度点时设计阀片预变形量frk0、在最大开阀速度点时设计最大限位位移max。 原因：阀系参数的相互影响，按一定顺序进行设计，确保减震器参数影响较小，性能提高。 阀系参数设计（常通节流孔面积Ah、节流阀片厚度h、阀片预变形量f汽车减震器和最大限位间隙max等） 试验 对减震器阀系参数及车辆参数等综合因素分析 2、预期目标 汽车减震器阀系参数设计与车辆参数相匹配，建立汽车悬架振动模型，确定最佳阻尼比，建立减震器最佳阻尼特性曲线，据弹性力学，利用阀片在任意位置处的变形，建立阀系参数设计数学模型和非线性解析式，最后进行试验验证，并对阀系参数以及车辆参数进行分析，以便再次优化，以期得到可靠的阀系参数设计值，为当今汽车减震器参数设计提供可靠的理论与设计路线，以满足当今汽车减震器行业的发展要求。 3、可行性分析 （1） 该课题具有重要的研究意义与社会价值。 “经验设计+试验修正”不准确，不能满足企业研发新产品周期短，成本低的要求，同时，也不能满足人们对汽车乘坐舒适性、平顺性、安全性的要求。随着计算机技术和软件水平的不断提高,减振器生产厂家及汽车生产厂家（要求阀系参数与车辆参数相匹配，与车辆的性能，结构，类型相匹配）迫切需要采用准确、可靠的阀系参数设计理论与设计方法,提高产品设计质量和水平, 降低生产成本，提高企业的生产效率、经济效益与研发能力，加快产品开发速度，以满足市场的需求。以及汽车减震器行业与国际接轨，研发性能更加完善的汽车减震器，走在科技前沿，具有极其重要的现实意义。 因此，该课题选取正确、有意义。 （2） 该课题采用的技术路线是合理可行。 首先，基于车辆参数（簧载质量、杠杆比i、固有频率f等），建立汽车悬架振动模型，确定最佳阻尼比，确立最优的减震器阻尼特性曲线；其次，利用速度V、节流压力P与流量Q以及阀片变形量frk四者之间的关系,建立了减振器阀系参数设计数学模型，并进行非线性解析计算；再次，减震器阀系参数设计顺序选择合理：１.常通节流孔２.阀片厚度３.预变形量４.最大限位位移，进行设计减震器阀系参数，最后，进行试验验证，并对阀系参数以及车辆参数进行分析、优化。 因此，该课题研究方法正确，技术路线可行 （３）该课题具有良好的研究条件 首先，经过前期的资料收集、查阅，对于减震器参数设计路线与方法有了一定的了解，并对减震器未来发展前景作出了大胆的分析与预测；其次，前辈们对减震器参数设计积累了经验、资料，可供参考，可对新设计减震器参数进行比对，出优缺点，以便再次优化；再次，本校实验室条件优越，可进行减震器台架试验；最后，指导教师经验与理论丰富，提供了大量宝贵的意见。 因此，该课题研究条件良好。 综上所述，基于车辆参数的最佳阻尼匹配减震器阀系参数设计方案合理、可行。 | ||||||||
四.参考文献 [1] 周长城 任传波 徐伟 孟婕 基于减振器特性的阀系参数多分段黄金分割设计 汽车工程 2009年（第31卷）第2期 [2] 周长城 任传波 最佳阻尼匹配减振器阀片厚度优化设计与特性试验 振工程学报 2009年(第22卷) 第1期 [3] 周长城 顾亮 筒式减振器叠加节流阀片开度与特性试验 机械工程学报 2007年（第4卷）第6期 [4] 李世民 吕振华 汽车筒式液阻减振器技术的发展 汽车技术 2001年4月9日 [5] 周长城 康保江 车辆参数对油气弹簧阀系设计参数的影响 工程机械 2007年第38卷 [6] 周长城 张绍阁 顾亮 环形弹性阀片弯曲变形曲面方程及其解 山东理工大学学报（自然科学版）2006年（第20卷）第4期 [7] 吕振华 李世民 刘目珍 周建明 陆军筒式液阻减振器工作特性的实验研究 汽车工程 2005年（第27卷）第2期 [8] 陈轶杰 顾亮 管继富 减振装置节流阀片均布载荷变形解析计算 重庆大学学报 2008年（第31卷）第9期 [9] 周长城 顾亮 减振器多片叠加节流阀片特性分析与试验研究 拖拉机与农用运输车 2006年（第33卷）第3期 [10] 郑志蕴 周长城 减振器节流阀片应力解析计算与计算机仿真 计算机仿真 2007年（第24卷）第8期 [11] 周长城 郑志蕴 徐伟 赵雷雷 汽车减振器阀系参数建模及CAD软件开发 汽车工程 2009年（第31卷）第3期 [12] 王国丽 顾亮 孙逢春 车辆主动悬架技术的现状和发展趋势 兵工学报 2000年（第21卷） 增刊 [13]吕振华 伍卓安 李世民 减振器节流阀非线性特性的有限元模拟分析 机械强度2003 ,25(6) :614～620 [14]周长城 顾亮 多片叠合节流阀片的设计及应力分析 机械强度2007 ,29 (2) :324～328 [15] ZHOU Chang2cheng ZHEN G Zhi2yun GU Liang CHEN Yi2jie Study on the Availabil ity Opening Size of Throttle and Affection to the Velocity Characteristic of Shock Absorber Journal of Beijing Institute of Technology , 2007 , Vol. 16 , No. 1 | ||||||||
五、课题分阶段进度计划： | ||||||||
序号 | 起止日期 | 工 作 内 容 | 阶段成果 | |||||
1 | 第1-4周 | 搜集并查阅相关资料，完成两篇文献翻译 | 汉译英、英译汉翻译完成 | |||||
2 | 第5-6周 | 准备开题，完成开题报告及PPT制作 | 开题报告、PPT | |||||
3 | 第7-8周 | 基于车辆参数，建立悬架振动模型，确定最佳阻尼比 | 确定车辆最佳阻尼比 | |||||
4 | 第9-11周 | 建立减震器阀系数学模型，对影响参数进行分析，以及对阀系参数进行优化 | 数学模型建立，阀系参数优化 | |||||
5 | 第12-14周 | 整理材料，撰写毕业论文 | 毕业论文完成 | |||||
6 | 第15周 | 进一步分析毕业论文，准备答辩 | 进一步掌握设计内容 | |||||
7 | 第16周 | 毕业论文答辩 | 论文答辩 | |||||
指导教师意见： 签字： 2010年 月 日 | ||||||||
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