1.一种商用车驾驶室悬置布置优化试验装置,其特征在于,包括底座,底座上设有一组对称布置的位移激励动作器,位移激励动作器朝上的一端设有悬置倾角调节装置,商用车驾驶室置于悬置倾角调节装置上方,与计算机终端连接的信号采集装置通过信号采集线路与驾驶室电连接,计算机终端通过控制信号输出线路与位移激励动作器、悬置倾角调节装置连接。
2.根据权利要求1所述的商用车驾驶室悬置布置优化试验装置,其特征在于,所述的悬置倾角调节装置包括支撑体、伸缩体和悬置,三者通过螺栓连接,支撑体与伸缩体之间完全紧固,支撑体与驾驶室底部之间适度紧固,使驾驶室可绕螺栓轴线转动,伸缩体与驾驶室之间适度紧固,使驾驶室可绕螺栓轴线转动,伸缩体通过螺栓固定在位移激励动作器上,伸缩体上装有电机、齿轮。
3.根据权利要求1所述的商用车驾驶室悬置布置优化试验装置,其特征在于,所信号采集装置设有振动加速度传感器,振动加速度传感器固定在驾驶室的座椅上。
4.根据权利要求2所述的商用车驾驶室悬置布置优化试验装置,其特征在于,所述伸缩体包括伸缩本体、电机、齿轮以及带有齿条的伸缩杆,电机焊接于伸缩本体上,轴端装有与齿条啮合的齿轮。
5.使用权1-权5任意一项所述商用车驾驶室悬置布置优化试验装置的优化方法,其特征在于,包括如下步骤:
1)建立目标商用车振动微分方程:建立目标商用车力学模型,所述模型包括座椅、驾驶室、驾驶室悬置、二类底盘、底盘悬架、非簧载质量、车轮,其中,前轮、后轮与后轮下端接触路面、上端连接非簧载质量,底盘悬架下端与非簧载质量相连、上端与二类底盘相连,驾驶室悬置下端与二类底盘相连、上端与驾驶室相连,驾驶室中有座椅,驾驶员位于座椅之上,目标商用车力学模型中力学参数、质量参数与几何参数的含义如表1所示:表1
根据各参数建立半车八自由度行驶垂向振动微分方程如公式(1)所示:
2)构建目标商用车振动计算仿真模型,生成位移激励动作器位移激励信号;
依据步骤1)所建立的半车八自由度行驶垂向振动微分方程,采用MATLAB/Simulink软件,构建目标商用车垂向振动计算仿真模型,导出作用于悬置的位移信号,作为位移激励动作器位移激励信号;
3)建立基于平顺性的驾驶室悬置布置试验优化目标函数:
依据座椅x向振动加速度频率加权均方根值awx、y向振动加速度频率加权均方根值awy、z向振动加速度频率加权均方根值awz建立目标函数,即公式(2):各均方根值可通过公式(3)获得:
式中,Ga(f)为对座椅面各向加速度时域历程at进行频谱分析得到的功率谱密度函数;w(f)为频率加权函数,分别通过公式(4)、(5)、(6)获得:x向为公式(4):
y向为公式(5):
z向为公式(6):
4)初始化悬置安装角度:计算机终端根据设置的初始悬置安装角度将控制信号传到电机,电机控制伸缩杆的初始伸长量,从而初始化悬置安装角度的目的;
5)计算目标函数:位移激励动作器进行位移激励,信号采集仪采集信号并传输到计算机终端,计算机首先对各向信号进行傅里叶变换,然后根据公式(3)求出各向加速度均方根值,最后根据公式(2)计算出目标函数;
6)利用ISIGHT软件对优化目标函数适应度值进行判断,保存最优值;
7)判断所述迭代次数是否设定值;
8)若是,则输出最优悬置安装角度;
9)若否,则改变悬置安装角度,重复步骤5)-9),进行迭代以得到悬置最优安装角度。