Kelvin-Voigt模型橡胶衬套对汽车行驶平顺性的影响分析

为研究汽车行驶平顺性受到悬架橡胶衬套的影响，依据Kelvin-Voigt橡胶衬套模型，采用虚拟坐标法，建立了包含橡胶衬套Kelvin-Voigt模型的6-DOF汽车振动模型。针对所建模型，采用线性滤波白噪声法建立前、后车轮路面激励模型，以C级随机路面激励为车辆振动系统输入，运用四阶Variable step length Runge-Kutta算法和傅里叶变换法对所建模型展开时域和频域仿真；分析匀速行驶工况下汽车座椅、车身、悬架动挠度及轮胎动载荷受到悬架橡胶衬套的影响；并将仿真结果与不包含橡胶衬套的6-DOF汽车振动模型相比较。仿真结果表明，在悬架系统中安装橡胶衬套确实能提升汽车行驶平顺性，增强轮胎接地性能。     

汽车平顺性时域仿真分析

采用虚拟试验场技术进行了汽车行驶平顺性的时域仿真。建立了面向汽车平顺性分析的整车刚弹耦合有限元模型,同时建立了脉冲输入路面模型和随机输入路面模型。采用1/3倍频带分布加速度均方根值方法及总加权方法对试验车辆的平顺性进行了评价。试验结果表明,运用虚拟试验场技术能够真实地反映汽车的行驶平顺性,仿真分析结果可靠。     

路面-电磁双激励下电动轮汽车行驶平顺性分析

为研究电动轮车辆系统在路面-电磁双重激励下的振动特性，明确轮毂电机电磁激励对车辆行驶平顺性的影响规律，建立了基于刚性连接结构的轮毂驱动式电动汽车1/4的2-DOF垂向振动动力学模型；考虑路面激励的随机性以及电磁激励的分段周期性，得到了含随机性和周期性的复杂外激励模型；采用时域分析法，得到复杂外激励下电动轮车辆平顺性评价指标即车身加速度、悬架动挠度、轮胎动载荷时间历程图，并分析了电磁激励对电动轮汽车平顺性的作用规律。结果表明：轮毂电机电磁激励对各指标的影响程度依次为车身加速度>轮胎动载荷>悬架动挠度；在加速行驶工况下，速度越快电机激励振动冲击越大，对车辆的行驶平顺性和舒适性越为不利。     

松软路面突变性对车辆垂向振动的影响

为了在越野行驶车辆平顺性仿真系统中实时动态反映车辆的振动特性,提出了基于小波变换的松软越野路面突变性描述方法并分析突变性对车辆垂向振动的影响。通过小波变换对路面奇异点进行测定和定位,把越野车辆平顺性仿真系统看作是在有限时间内受到随机载荷激励的动力系统,分析其受路面突变载荷的车辆的垂直振动响应方差。结果表明,小波变换能较准确地判定路面奇异点并对其定位,可为越野车辆平顺性虚拟测试系统提供路面随机输入。     

汽车震动仿真分析

首先概述了汽车的行驶平顺性课题研究的意义和背景,随着私家车和重型汽车的需求量不断提高,私家车和重型汽车的行驶平顺性研究变得非常重要,体现了汽车行驶平顺性的建模与仿真分析研究具有的重要意义,介绍了国内外汽车行驶平顺性的建模与仿真研究的现实状况,确定了文章研究的主要议题。本文围绕汽车行驶平顺性的模型建立与仿真分析展开了研究,提出建模与仿真新方法:虚拟激励法的频域及时域仿真,基于有限元思路建立汽车振动结构数学模型的方法,基于变分理论时域数值方法,应用这二者对汽车行驶平顺性建模与仿真展开了研究,得出了有益结论。将平稳随机振动虚拟激励方法应用到了汽车行驶的平顺性仿真分析中,介绍了虚拟激励方法在行驶平顺性的仿真中的应用,探讨了虚拟激励法对于整车行驶平顺性仿真的有效性。     

汽车主动悬架的单神经元自适应控制

在1/4汽车动力学模型的基础上,设计了汽车主动悬架的自适应神经元控制器。以车辆的行驶平顺性为主要控制目标,车身垂直加速度、悬架动挠度、车轮动位移为具体评价参数,研究了系统在随机路面激励条件下的时域响应,计算了振动响应的均方根值,考察了在变参数条件下控制器的鲁棒性。仿真结果表明,该控制器能有效改善车辆的综合性能,尤其是平顺性和舒适性,并且具有较好的鲁棒性,对模型参数的变化有一定的适应性。     

汽车行驶平顺性仿真模型分析

本文提出一种操作便捷的新型振动仿真模型并利用该模型对实际车辆进行行驶平顺性分析。文章在建立1/4汽车二自由度模型的基础上,以桑塔纳2000Gsi型麦弗逊前悬架为例,通过计算得出悬架刚度、减震器阻尼系数,与白噪声经积分法产生的路面激励一同作为悬架振动系统仿真模型的基本参数输入其中。通过分别独立改变路面激励、行驶车速,利用仿真模型输出的图像与数据,对车辆行驶平顺性进行对比研究。结果证明了所建模型的可行性和有效性;并且在进行悬架振动特性分析过程中,利用该仿真模型能方便快捷地对相应参数进行独立调整,即可获得直观的振动特性图像与数据,为进一步精确控制与分析研究奠定基础。     

多轴商用车的行驶平顺性仿真分析

基于拉格朗日方程建立多轴商用车的五自由度振动微分方程,已知激励功率密度前提下,构造了具有复谐和函数特点的多轴商用车的路面虚拟激励,应用复模态分析给出虚拟响应的求解公式。通过虚拟激励法求取了车身垂直加速度的功率谱密度及均方根值,评价了多轴商用车的行驶平顺性。结果表明,复模态和虚拟激励方法结合,进行多轴商用车的行驶平顺性仿真分析,方法简单、易行。     

基于道路友好性的重载汽车悬架半主动控制研究

车辆的平顺性和道路友好性是反应车辆悬架性能的2个重要指标。为改善重载汽车在道路行驶中的友好性,基于7自由度重载汽车动力学模型,建立了半主动悬架系统的运动方程,设计了半主动悬架最优控制器,考虑路面不平度的随机激励,以车辆平顺性和道路友好性为控制目标,提出了车辆悬架的最优半主动控制策略,并且给出了详尽的推导过程。仿真分析结果表明:当汽车以20m/s的速度行驶在C级路面时,车身和驾驶室垂向加速度有效均方根值分别减少了3.42%和46.4%,轮胎对路面的破坏减少了2.10%;半主动控制悬架有效地保证了车辆行驶的平顺性,同时可减小车辆对路面的冲击作用,改善了车辆的悬架性能。     

面向平顺性仿真的越野汽车动态模型

首先根据越野汽车的结构特点和平顺性试验方法建立越野汽车静态模型;然后把平顺性虚拟测试过程视为变化的系统,从集合观点建立其动态模型,并把多种越野路面包括在模型中。测试结果表明,该建模方法可以用来表征不同越野车型随时间和空间变化的激励与响应特征,扩大了越野汽车平顺性虚拟测试系统的适用范围。     

虚拟激励法及其在汽车随机振动应用中的探讨

论述了虚拟激励法,为探讨其应用于汽车随机振动的可行性,构造了虚拟路面激励。以1/4汽车单自由度振动系统为对象,由虚拟激励法推导出系统和振动响应量的频率响应特性,提出了求取系统振动响应量功率谱密度的新方法,给出了应用虚拟激励法求解汽车随机振动的计算实例。结果表明,虚拟激励法是比傅里叶分析方法更为简便的时频研究方法。     

多点虚拟激励法在整车随机振动分析中的应用

建立了9自由度整车模型,从理论上论述了多点虚拟激励法.构造了路面对整车的路面虚拟激励,求取了汽车虚拟振动响应量,并由此算出了汽车真实振动响应量的功率谱密度.结果表明,虚拟激励法在汽车随机振动分析中的应用和傅里叶分析方法同样有效,却简单得多.     

两自由度系统的自由振动实验

汽车行驶过程中会因为地面不平引起的冲击载荷、发动机工作的振动等原因而产生振动,当汽车振动的频率与车身固有频率相接近时,车身会产生很大的垂向加速度,不仅会使驾乘人员感到不适,还会造成车身结构的损坏。因此,对于汽车振动模型的研究就显得尤其重要。以搭建的两自由度系统的试验模型为研究对象,求得其在不同初始条件下实验的自由振动响应,来验证理论求解模型的正确性,为汽车平顺性的改善提供理论依据。     

考虑弹性支撑边界条件的电动汽车-路面系统机电耦合振动特性分析

轮毂电机驱动电动汽车的簧下质量大导致轮胎动载荷增加,并且电机电磁力和转矩波动对车轮造成电机激励,进一步加剧车轮振动引起垂向振动负效应的问题。鉴于此,考虑电机的电磁激励,建立了电动汽车-路面系统的机电耦合动力学模型,推导了弹性支撑边界条件下路面结构的模态频率和振型表达式,以及路面振动引起的二次激励。计算了简支与弹性支撑边界条件下的路面模态频率,根据频率分布进行了截断阶数选取,并分析了边界条件、电机激励和车速对路面响应的影响。在此基础上,研究了不同行驶速度、路基反应模量及路面不平顺幅值下,激励形式对汽车车身加速度、悬架动挠度和轮胎动载荷的影响。结果表明：路面不平顺幅值越小,弹性支撑对路面响应的影响越大,弹性支撑边界条件下的路面响应较小,电机激励会引起路面响应的增加;弹性支撑边界条件下,路面不平顺幅值和路基反应模量越小,考虑路面不平顺、路面二次激励和电机激励的三重综合激励对电动汽车响应的影响越大,激励形式对轮胎动载荷的影响最大,对车身加速度的影响次之,对悬架动挠度的影响最小;电机激励导致轮胎动载荷增加,对路面破坏和寿命产生的负效应不容忽视。所建电动汽车-路面系统机电耦合模型及研究思路可为电动汽车垂向动力学分析提供参考与理论支持。     

路面激励下的6700客车动力总成悬置系统性能分析

针对6700客车动力总成悬置系统在路面激励下的隔振性能进行了分析评估。建立了用于动力总成悬置系统性能分析的13自由度整车系统动力学模型,分析了系统的模态属性,重点讨论了考虑路面随机激励下的动力总成振动响应。对悬置系统隔振性能较差的问题进行了分析,找到了问题的主要原因是车架和悬置子系统存在沿Z向激励下的模态耦合。     

汽车动理学模型综述

随着汽车动态仿真的发展,产生了不同复杂程度的汽车动理学模型,主要分为集中参数模型和多体模型。在简要说明汽车动理学发腰过程的基础上,介绍了用集中参数模型法建立的动力传动系模型、路面模型以及研究汽车平顺性和操纵稳定性的整车模型,技术介绍了多体模型以及用有限元法和动态子结构法建立的仿直模型,最后提出了汽车动理学模型的发展趋势。     

基于汽车车身垂直加速度的典型道路路面谱识别研究

以1/4汽车振动模型为研究对象,推导出以汽车车身垂直振动加速度作为输入信号、路面不平度作为输出信号的数学模型及其模拟图,并利用MATLAB/SIMULINK搭建系统模型求解路面不平度,对路面不平度进行谱估计完成路谱的识别。通过实际测试和数据处理分析,说明该方法理论依据正确可行,可以为虚拟样机仿真路面的生成提供数据支持。     

汽车迟滞非线性动力系统仿真研究

通过轿车副车架橡胶支承的动态特性试验,实现了橡胶支承迟滞非线性特性的数学建模和参数识别。用动态子结构方法将整车模型划分为多个子结构,采用含连接子结构的自由界面模态综合法建立了整车非线性流固耦合模型。用MontoCarlo法模拟路面激励谱和发动机随机激励力谱,利用整车结构-声学耦合系统的运动微分方程,在时域内对路面激励和发动机激励产生的振动和车内噪声特性进行仿真模拟,并通过道路试验和台架试验对计算结果进行了验证。     

基于无限长梁模型的车路振动耦合系统半解析解

针对无限长道路与车辆耦合系统响应计算复杂难题,考虑地基的弹性特性与道路不平度,建立基于无限长欧拉-伯努利梁模型的车路振动耦合系统。进而以车辆为参考点建立移动坐标系,提出通过积分变换推导耦合系统振动响应解析解的方法,并应用留数定理对其进行数值计算,获得车辆垂向位移、加速度、路面振动响应等系统响应的半解析解。与传统应用模态叠加法的有限长道路与车辆耦合响应相比,具有更高的计算效率与精度,系统参数化研究也证明了该半解析解的有效性。