基于MATLAB的非独立悬架振动特性分析

为研究非独立悬架在路面行驶时外界环境对车身振动响应的影响,建立了简化的四自由度1/2车辆悬架系统的线性模型;运用随机振动的基本理论,以路面不平度的功率谱密度为输入分析路面不平度等级、行驶车速和车身质量对车身振动的影响。通过MATLAB实例分析,表明车身振动随车速和路面不平度的增加而增大,在不超载的情况下提高承载质量有利于减小车身的振动。     

基于路面不平整度的车辆振动响应分析方法

为了分析路面与车辆的相互作用,提出了四自由度1/2车辆模型相对于不平整路面耦合振动分析方法。根据GB/T7031-1986建议的公路路面功率谱密度的拟合表达式,在分析了运行汽车固有振动频率和行驶速度的影响后,获得分布在一定频率范围内的离散功率谱密度数据,利用离散傅立叶逆变换得到路面不平度值,并以此作为1/2车辆垂向动力学模型的输入激励,通过数值仿真得到运行车辆系统在不同路面不平整度下的时域响应。分析结果表明:车辆动荷载系数随车速增大呈线性增加,随路面等级变差呈非线性增大,路面等级是影响车辆动力作用的最显著因素。     

基于GUI的路面不平度重构的研究

室内道路模拟试验已经成为汽车工业一项主要试验项目,而标准路面谱的重构是需首先解决的问题之一。根据不平道路的统计频域特性,重构出时域信号,对室内汽车的平顺性的研究有着重要作用。文章在介绍了路面功率谱密度理论的基础上,引入了重构路面不平度的核心算法——傅立叶逆变换法,并基于GUI开发了标准路面谱重构软件。最后。对该算法的优缺点进行了总结。     

半挂汽车列车轮胎动载荷研究

为研究重型载货汽车轮胎动载荷对路面使用寿命的影响,采用谐波叠加法及有理函数功率谱密度重构了双轮辙激励的空间域随机路面模型,并建立了半挂汽车列车多体动力学模型;仿真分析了双轮辙随机路面激励下,各轴左、右两侧轮胎的法向力、最大动载系数及车辆对路面的损伤系数随车速的变化规律。仿真结果表明:在双轮辙随机路面激励下,轮胎最大动载系数随车速的提高呈增大的趋势,但左、右两侧轮胎最大动载系数的数值大小及变化规律均不相同;道路友好性随车速的提高而下降,且路面不平度越大,道路友好性的变化趋势越明显。该研究为今后分析车轮动载作用下的路面响应提供了参考依据。     

路面平整度PSD和IRI评价方法比较

为了分析路面平整度功率谱法(PSD)和国际平整度指数法(IRI)之间的关系,采用AR模型模拟满足路面平整度功率谱的路面不平整状态,采用Newmarkβ法计算国际平整度指数,采用最小二乘法得到了PSD法与IRI法之间的关系方程式。研究结果表明:IRI值与路面平度系数的关系为幂函数式,为了与《公路工程质量检验评定标准》(JTGF80/1-2004)所规定的IRI值相对应,建议在《公路养护技术规范》(JTJ073-96)的路面平整度评定等级中增加"极优"项目。     

非平稳路面激励下整车动力学建模与仿真

为研究非平稳路面激励下整车振动特性,以汽车行驶平顺性为控制目标,建立非平稳路面时域模型及整车振动模型。运用滤波白噪声的方法生成随机路面轮廓,并对非平稳路面下汽车前后轮激励进行时域特性分析,结果表明非平稳路面激励具有低频波动特性。最后以车辆行驶动力学和操纵动力学的理论为基础,建立整车振动动力学方程,借助Matlab/Simulink建立振动仿真模型,得出在非平稳路面激励下,适当的调整前后悬架刚度和阻尼,可提高汽车的乘坐舒适性。     

基于MATLAB/Simulink的轮胎对路面的动态作用力分析

建立了轮胎与路面的耦合动力模型,利用MATLAB/Simulink对路面不平整度进行仿真,并以此路面不平度作为动力分析的输入激励,并对轮胎对路面的动态作用力进行建模仿真.仿真结果表明:路面不平度是符合期望为零的各态历经的平稳Gauss随机过程,无法用一个确定的函数式来表达;轮胎对路面的作用力是不断变化的随机动态作用力.动态作用力的均值也要明显大于静态作用力的恒定值,路面动态作用力的峰值也明显大于静态恒载.同时,随着路面等级的下降,轮胎路面的动态作用力表现的更明显,波动的频率和幅值都不断增加.     

人-车-路相互作用三质量车辆模型分析

基于人-车-路相互作用建立了简化的三质量车辆模型，运用叠加法计算了车辆动载荷的幅频特性与功率谱密度、加速度放大因子与加速度谱，利用所建的简化车辆模型对车辆的振动特性进行了评价，研究了车辆载荷与行驶安全性、加速度与振动舒适性的关系。结果表明，三质量车辆模型更能体现人体的振动舒适程度与路面不平度的响应关系，对于深入分析路面结构的动力响应有重要价值。     

路面随机不平度下车辆对路面的动载特性

采用快速傅立叶逆变换法对路面随机不平度进行时域模拟,建立二分之一车辆动力学模型,应用龙格-库塔法分析了路面等级、车速、载质量和车辆参数对路面动载荷的影响,研究了车辆产生的动载荷规律。仿真结果表明:车辆动载随着路面不平度的增大而明显增大;车辆动载和动载系数随着车速的提高而增大,且在固有频率附近会出现峰值;载质量的增加虽导致动载系数降低,但动载增大,故应严格限制超载现象;增大轮胎刚度和减小悬架阻尼都会引起车辆动载与动载系数的增大,因此,应限制高压轮胎的使用和选择合理的车辆阻尼参数。     

演化功率谱解耦及其工程应用

为提高非平稳过程的模拟效率,简化非平稳激励下的结构响应分析,将演化功率谱解耦为一系列时间系数与小波函数傅里叶变换模平方乘积之和,即把一般非平稳过程分解为若干个均匀调制非平稳过程之和,并将其应用于非平稳随机过程模拟和结构随机响应分析.研究结果表明:演化功率谱近似解耦具有较高的精度;演化功率谱解耦后,快速傅里叶变换算法一般可使非平稳随机过程的模拟效率提高数十倍,且模拟样本时程的自相关函数估计值与目标值非常吻合;非平稳激励下的结构响应分析得以简化,且与目标值相比,计算结果的误差很小.      

时滞多维轨道不平顺激励的一致白噪声模型

为获得各轮轴处轨道不平顺，用于列车．桥梁振动控制和随机振动分析，研究了轨道不平顺的模拟方法．采用白噪声滤波法生成单轮轴的轨道不平顺；为实现不平顺波长选择，提出了成型滤波器参数的宽频带识别法．为考虑各轮轴间的时延，利用相邻轮轴间的短时滞，构造了基于高阶Pade近似的累次时滞系统．将成型滤波器与时滞系统相结合，得到了以白噪声为输入、列车各轮轴处轨道不平顺为输出的状态方程．算例表明，模拟样本与轨道不平顺目标谱密度相符，且满足各轮轴处轨道不平顺之间的时滞关系．     

左右轨道不平顺功率谱转换中心线功率谱的方法

利用关于左、右轨的轨道不平顺与关于轨道中心线的轨道不平顺之关系，借助周期图法谱估计和非线性最小二乘法的曲线拟合，把左、右轨的轨道不平顺功率谱密度等效转换成关于轨道中心线的功率谱密度。最后结合实例，给出了等效转换后的功率谱密度函数表达式的参数。     

基于时频感知加权的车辆路面冲击声品质评价

为表征与量化人对路面冲击声的主观感受，首先，对减速带工况冲击非平稳噪声信号进行声时感知时长定义，同时根据人耳听声可辨性将声时历程分为冲击段、峰值段及衰减段；进而，以小波变换提取冲击噪声中的主冲击与多重微冲击特征信息，组成冲击声品质评价的基础特征阵；然后，类比峰值因子法定义频域滤波因子，并基于序关系分析法确定时变感知加权系数，组建时频滤波网络对基础特征阵加权且建立冲击声品质时频感知评价指标；最后，基于实车过减速带冲击噪声测试数据计算声品质指标，并进行对比验证.研究结果表明：所提时频感知加权评价指标与主观评价的相关系数在车速20 km/h时为0.927，在车速30 km/h时为0.922；在考虑路面冲击声声时历程全程评价时，经典的声品质评价指标（特征频带时变响度）与主观评价的相关系数在车速20 km/h时为0.933，在车速30 km/h时为0.649；所提时频感知加权评价方法对于车速为20 km/h与30 km/h的情况具有较好的适用性.     

汽车道路随机不平顺的时序模型重构

汽车道路时域模型是基础性道路数据库的主体部分．基于道路频域统计数字特征或基于道路测量数据序列，用时间序列方法建立道路时域模型是一种有效且普适的时域道路建模方法．在对道路描述特征进行分析的基础上．给出了标准道路在指定功率谱密度下和非标道路在实测子样数据下两类不同道路模拟的技术路线．对时序道路建模过程、原理和应用进行了分析．得到了道路时域重构的AR和ARMA模型．仿真实例表明了时序道路模型重构的合理性和高效性．     

汽车运动噪声研究现状及展望

随着汽车运动速度的提高及汽车日益轻量化,汽车的车内外运动噪声越来越严重,影响行车的安全性、舒适性、动力性和经济性,也干扰其它车辆的行驶和附近居民的正常生活,其研究具有重要意义。分析引起运动噪声的主要噪声源,概述其形成机理,介绍其研究现状及方法,并对其发展进行展望。     

磁浮车辆运行平稳性的虚拟激励分析方法

为方便、快速地分析多点输入轨道车辆的平稳性,基于虚拟激励原理,提出了平稳性分析方法。当车辆系统受多点全相关随机激励时,应用此方法将多输入多输出系统的响应功率谱矩阵的计算化简为两个矢量相乘,利用所获得的功率谱和随机振动中的反演技术,分析轨道车辆的平稳性指标。以TR08磁浮车辆为原型,建立了磁浮车辆的垂向动力学模型,运用虚拟激励分析方法计算了磁浮车辆的响应功率谱。在频域中,磁浮车辆车体中心处的Sperling指标为1.653,车辆的平稳性等级为优,通过反演运算获得了响应的幅值谱和时间历程,分析过程简单,计算结果准确。     

秦沈客运专线轨道谱与德国轨道谱的比较

从轨道谱的功率谱密度、时间样本幅值及对动力学性能影响的角度,对比了秦沈线轨道谱和德国轨道谱.秦沈线无碴轨道谱密度介于德国高干扰谱和低干扰谱之间,其中高低谱与德国高干扰谱接近,在30~45 m波长范围内方向谱优于德国低干扰谱.秦沈线有碴谱和德国高干扰谱互有优劣,方向和高低谱的分界波长分别是20 m和30 m.从时间样本来看,秦沈线无碴谱方向不平顺与德国低干扰谱非常接近,明显小于高干扰谱;有碴谱方向不平顺度略小于德国高干扰谱,但明显大于低干扰谱;无碴谱和有碴谱的高低不平顺均介于德国低干扰和高干扰之间.引起轮重减载的可能性大小依次是秦沈线有碴谱、德国高干扰谱、秦沈线无碴谱和德国低干扰谱.导致车体振动大小依次是德国高干扰谱、秦沈线有碴谱、秦沈线无碴谱和德国低干扰谱.     

路面随机激励时域模型特性的仿真研究

在分析白噪声法、谐波叠加法、FFT法和离散时序法4种常用路面不平度随机激励单点时域模型构建的基础上,对指定环境下4种模型的速度以及结果的波动性、统计学特性和合理性进行了仿真,比较和剖析了产生不同仿真效率和结果的本质所在.并对单点时域模型进行了拓展,分别构建了车辆的单轮辙多点、双轮辙多点时域模型.     

基于冲击响应谱的高速火箭橇滑轨路谱分析

为了评估高速火箭橇滑轨的平顺性,提出了一种基于轨道动态响应测量进行动态路谱分析的方法.该方法视火箭橇试验系统为橇轨耦合系统,以滑轨的动态响应作为火箭橇的基础激励条件,通过分析冲击响应谱获得滑轨的路谱特性.试验时选取火箭橇经过滑轨上该点时的加速度响应作为火箭橇的基础激励,得到火箭橇基础激励的加速度响应谱,再将加速度响应谱变换为位移响应谱,最后利用该点的火箭橇通过速度将位移响应谱变换为空间谱,即动态路谱.将该动态路谱作为高速火箭橇滑轨的输入进行实测分析,结果表明:谱密度值为10~10-4 mm2m,不平顺周期集中在0.01~2.50 m-1,采用动态路谱分析方法得到的滑轨不平顺特性与霍洛曼滑轨特性基本一致,可以作为高速火箭橇的随机激励条件.