基于人-车-路耦合振动系统的儿童乘坐舒适性

根据拉格朗日原理,建立了基于人-车-路耦合振动的12自由度动力学数学模型;借助MATLAB/Simulink平台,分析车速、路面不平度、汽车前后轮迟滞性及左右轮相干性的特点;构建了随机路面激励时域模型;采用时域和频域分析了在不同路面及不同车速下汽车对儿童头部、臀部振动影响。研究表明:通过提高路面等级及车速可以提高儿童的乘坐舒适性;儿童对5～10 Hz的低频及15,23 Hz的中频振动最为敏感;适当地降低座椅刚度、提高阻尼及合理地布置座椅位置可以提高儿童的乘坐舒适性。     

基于人-车-路耦合振动系统的儿童乘坐舒适性

根据拉格朗日原理,建立了基于人-车-路耦合振动的12自由度动力学数学模型;借助MATLAB/Simulink平台,分析车速、路面不平度、汽车前后轮迟滞性及左右轮相干性的特点;构建了随机路面激励时域模型;采用时域和频域分析了在不同路面及不同车速下汽车对儿童头部、臀部振动影响。研究表明:通过提高路面等级及车速可以提高儿童的乘坐舒适性;儿童对5～10 Hz的低频及15,23 Hz的中频振动最为敏感;适当地降低座椅刚度、提高阻尼及合理地布置座椅位置可以提高儿童的乘坐舒适性。     

基于离散元的不平整路面人体感受仿真分析

车辆乘坐舒适度是道路结构研究的重要课题。车辆在路面上行驶时,路面不平整会引起车辆的振动,而车辆的振动会对乘坐者产生心理和生理影响。该文不同于以往采用刚体动力学的方法,利用离散元的数值计算模拟方法,建立人-车-路模型,通过路面随机不平整度的激励来考察人体舒适度的等级问题。经过计算分析,得出在不同地形条件,不同座位处的人体加速度。该模型的提出对人车路系统相互间的力学作用研究提供一种新思路。     

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。     

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。     

路面随机激励下的汽车振动仿真分析

基于某车参数建立汽车5自由度线性振动模型,模型中引入了后轮滞后路面随机激励,采用MMATLAB/SIMULINK对整车振动进行仿真模拟,将前后悬架刚度改进前后的车身和座椅处的加速度、悬架动挠度及车轮动位移4项指标进行对比分析,进而对前后悬架刚度进行优化,从而改善车辆平顺性和乘坐舒适性,可为车辆平顺性设计提供参考。     

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。     

侧向风荷载对人-车-路系统耦合振动的影响分析

采用谱解法模拟脉动风荷载场,根据风洞试验测得的车辆的空气动力参数,计算出作用在车辆侧面的风荷载;将风荷载加到人-车-路耦合振动系统方程中,建立起考虑其影响的系统耦合振动方程;采用人体加权竖向振动加速度均方根值对车辆乘坐舒适度进行评价,并对模拟风速场及侧向风速大小对车辆乘坐舒适度的影响进行讨论.分析表明：静态风减小了人体、车辆振动加速度的最大值,但对其加速度均方根值没有影响;脉动风作用下人体振动加速度最大值略有变化,但均方根值却增大较多;侧向风荷载场对路面结构的振动几乎没有影响;平整路面下乘坐者出现不舒适感的临界风速为55m/s,A级不平整路面出现不舒适感的临界值为15m/s.     

恶劣天气路面条件对行车安全的影响

利用多体动力学仿真软件ADAMS/Car, 建立了车辆的动力学模型、道路模型以及车-路耦合模型, 通过改变路面摩擦因数, 分别模拟了晴天、雨天、雪天和结冰条件下的路面状况, 进行了单移线和阶跃转向2种常见行驶工况的仿真试验, 得到了车辆的侧向位移、航向角以及轮胎的侧向反力的响应输出, 分析了研究恶劣天气路面条件对行车安全的影响。计算结果表明: 雪天路面摩擦因数为0.28时, 在单移线仿真工况下, 车速为50 km.h^-1, 车辆侧向位移达到4.50 m, 车辆容易超出车道, 发生碰撞危险; 在阶跃转向仿真工况下, 车速为40 km.h^-1, 车辆将失去控制。     

重型卡车主动悬置驾驶室舒适性仿真研究

为了满足长途运输时重型卡车行驶的平顺性要求,利用基于线性矩阵不等式(LMI)的H2控制算法对驾驶室安装了主动悬置的六自由度1/2重型卡车模型进行振动控制,所采用的路面激励为积分白噪声随机路面激励.大量的仿真结果显示,主动控制悬置系统明显降低了驾驶室的俯仰角加速度和俯仰角,采用主动控制悬置系统可有效地改善卡车行驶平顺性和乘坐舒适性.     

弯坡路面的车路耦合仿真分析

车辆与道路相互作用的研究不仅只考虑路面不平整度对车辆动载荷的影响,而且应考虑行驶工况对车辆动荷载的影响。针对车-路耦合作用的特点,运用ADAMS/Car动力学仿真软件,建立了重型卡车的多自由度仿真模型和3D弯坡路面模型,通过分析弯坡路面和平直路面下车辆对路面的动载荷作用。表明,弯坡路面的疲劳破坏程度比平直路面的大。     

弯坡路面的车路耦合仿真分析

车辆与道路相互作用的研究不仅只考虑路面不平整度对车辆动载荷的影响,而且应考虑行驶工况对车辆动荷载的影响.针对车-路耦合作用的特点,运用ADAMS/Car动力学仿真软件,建立了重型卡车的多自由度仿真模型和3D弯坡路面模型,通过分析弯坡路面和平直路面下车辆对路面的动载荷作用.表明,弯坡路面的疲劳破坏程度比平直路面的大.     

重载汽车与路面的动力相互作用研究

采用二自由度四分之一汽车悬架和粘弹性地基梁模型建立了二维汽车-路面系统.通过模态叠加法得到了路面位移的显示解析解,研究了路面位移响应的分布规律及路面振动对汽车的二次激励作用.研究结果表明,汽车正在经过的路面振动最大,汽车行驶前后的路面振动不对称;路面对汽车的二次位移激励呈周期性分布,频率接近移动汽车载荷对路面的作用频率.     

三轴车在波形路面上的动荷载研究

应用ADAMS动力学仿真软件,建立了某三轴重型车辆的多自由度整车仿真模型,分析了车辆在不同路面工况下行驶和车辆以不同载重、不同速度行驶时,对路面的动荷载作用。研究结果表明:在车辆的行驶速度范围内,车辆对路面的动荷载随着车速的增加而增加;随着路面振幅的增加而增加;且在相同条件下,满载车辆较空载车辆对路面的动荷载要大很多。     

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。     

道路事故多发路段动力学仿真识别系统

用多体动力学仿真软件ADAMS分别构建多自由度的整车多体动力学模型、道路模型和车-路耦合模型．在这3个核心模型的基础上扩充得到了事故多发路段动力学仿真识别系统,用仿真系统模拟了弯道上不同车速的行车过程,结果显示,仿真结果与汽车系统动力学相关理论吻合。     

轻型货车动力学模型及平顺性分析

以某轻型货车为例,以路面随机激励作为系统输入,建立七自由度动力学模型,利用Matlab程序仿真预测该车的模态特性及其在路面激励下的振动响应,并与实际测试结果进行对比分析。研究了多种动态参数对货车平顺性的影响规律以及对应的敏感变量。结果表明：降低前悬架刚度,增加前、后减振器阻尼,可以在不增加成本的前提下,通过优化车身结构和参数合理配置,达到有效减小振动、提高行驶平顺性的目的。     

考虑轮胎非线性特性的单轨车辆平稳性研究

针对跨座式单轨车辆运行稳定性问题,以重庆跨座式单轨交通车辆为研究对象,将PC轨道梁视为刚体,考虑橡胶轮胎的非线性特性,建立单轨车辆15自由度多体动力学模型,并运用拉格朗日原理推导出车辆运行时的动力学微分方程。采用美国六级路面谱模拟PC轨道梁路面激励,对跨座式单轨车辆在定曲率半径不同车速及变曲率半径不同车速工况下的运行平稳性进行了仿真分析,结果表明在小曲率半径曲线段行驶时,车辆运行平稳性随车速的增加而降低,随曲率半径的增加而提高。     

三维路面激励下重载汽车三向轮胎力仿真分析

为研究车-路相互作用下路面的动态响应,通过改进谐波叠加法将二维路面谱拓展为三维空间路面谱,采用Matlab软件建立了三维随机路面模型,并在多体动力学软件ADAMS中建立了重型自卸车虚拟样车模型。仿真分析了重型自卸车以60 km·h-1行驶在B级三维随机路面时,各轴两侧轮胎法向力、侧向力及纵向力随路面长度的变化规律。仿真结果表明:三维随机路面激励下,各轴轮胎法向力绕各轴静载荷曲线上下波动,纵向力和侧向力呈正负交替变化的趋势。该研究为今后分析重型汽车作用下路面的动态响应提供参考依据。     

道路事故多发路段动力学仿真识别系统

为了从车-路耦合角度客观、直接地识别道路事故多发路段, 开发了事故多发路段动力学仿真识别系统, 建立了车辆模型、道路模型与车-路耦合模型, 提出了事故多发路段识别方法, 通过小附着系数路面动力学仿真试验和弯道制动动力学仿真试验进行验证。采用闭环控制方法控制汽车的运行状态, 依据道路的特性, 选择表征车辆行驶安全性的特征参数, 通过特征参数曲线识别事故多发路段。仿真结果表明: 在主要考虑道路因素导致事故多发时, 所识别出的事故多发路段与依据交警部门事故统计信息所识别出的事故多发路段一致, 因此, 此系统可行。