اسم الباحث : أحمد محمد علي حسن
اسم المشرف : أ.د أحمد عبد الله حسن الراجحي
الكلمات المفتاحية : Vibration control, Half-car model, Smart damper, Ultrasonic sensor.
الكلية : كلية الهندسة
الاختصاص : الهندسة الميكانيكية الهندسة الميكانيكية - ميكانيك تطبيقي
سنة نشر البحث : 2025
تحميل الملف : اضغط هنا لتحميل البحث
الخلاصة
تتعرض السيارات للاهتزاز بسبب عدم انتظام الطرق، مما يؤثر على السلامة وأداء القيادة وراحة الركاب. تهدف هذه الدراسة إلى معالجة هذه المشكلة من خلال اعتماد نموذج “نصف سياره” الذي يتضمن أربعة درجات من الحرية. تم افتراض وجود حركات عمودية في الجانبين الأمامي والخلفي وحركه دورانية في المسافة بينهما، وتم اختبار النموذج في حالتين, الحاله الاولى باستخدام مخمدات تقليديه والثانيه باستخدام مخمدات ذكيه تم صناعتها بواسطه تعديل المخمدات التقليديه المستخدمه في الحاله الاولى باضافه صمامات تحكم هيدروليكية خارجية و تركيب صمامات ذات اتجاه جرياني واحد للمخمدات الأمامية والخلفية، مما حولها إلى ممتصات ذكية. تم تحليل استجابة النموذج عند تعرضه لمدخل طريقي مفاجئ، مع تعديل المعلمات مثل الكتلة ومعامل التخميد وصلابة النوابض للصمامات الهيدروليكيه المضافه لتحقيق استجابة سريعة تتماشى مع معايير الأداء المثلى (مثل زمن الاستقرار ونسبة الزيادة في الذروة والاستجابة في الحالة المستقرة) باستخدام تقنية تحسين تقليدية تُعرف باسم “طريقة البحث الخطي”. ولتقليل الوقت والتكاليف استخدمت الدراسه برنامج الماتلاب- سميولنك وأظهرت النتائج أن هذا النهج يحسن من استجابة النظام الديناميكي مقارنة بالممتصات التقليدية. تم العثور على القيم المثلى لمعايير صمام التحكم الأمامي (الكتلة 2 غم، معامل التخميد 7 نيوتن.ثانية/متر و جساءة النابض 9000 نيوتن/متر)، بينما بالنسبة للصمام الخلفي، فهي (الكتلة 2غم، معامل التخميد 8 نيوتن.ثانية/متر و جساءة النابض 13000 نيوتن/متر). تُظهر النتائج أن هذه الطريقة تعزز استجابة النظام الديناميكي بالكامل مقارنة بالمخمد التقليدي الأول؛ حيث تم تقليل زمن استقرار الكتلة المعلقة في حالة المخمد الذكي بنسبة 65% وذروه التجاوزالقصوى بنسبة 55% مقارنة بالمخمد التقليدي، مما يوفر راحة أكبر في الركوب واستقرارًا أفضل للمركبة.
Vibration Control of a Half-Car Model Using a Smart Damper
Abstract
Automobiles vibrate due to different road irregularities, which affects safety and ride comfort. To reduce these effects, Half-car model with four degrees of freedom is adopted, considering vertical motions of the front and rear wheels and rotational motion about the vehicle’s center. The model is tested with and without modifications to the damping system. The damping system is altered by applying two external hydraulic control valves and two check valves fitted to the front and rear dampers. This model’s response is investigated theoretically under step road input and practically under impulse close to sine road input. The parameters: mass, damping factor, and spring stiffness are adjusted to achieve improved performance. The objective of the optimization is to minimize (settling time, peak overshoot percentage, and steady-state error). Matlab-Simulink program is used for simulation, combined with an optimization technique called the” line search method”. The optimal front control valve parameter values are found to be: mass of 2 grams, damping factor of 7 N.s/m and spring stiffness of 9000 N/m, while for the rear one, the mass is 2 grams, damping factor is 8 N.s/m and spring stiffness is 13000 N/m. Results show that this approach enhances the overall dynamic response compared with the approach of a passive damper system; the center sprung mass settling time for the smart damper case was reduced by 65 % and the peak overshoot by 55% as contrasted with the passive damper, providing more ride comfort and vehicle stability.
