不同限速值下城市道路限(减)速设施有效性分析

为了研究当前常见限(减)速设施在城市道路的实际应用效果,通过断面雷达仪测速法采集车辆在通过限(减)速设施前后的车速数据,研究了实际行驶过程中限(减)速设施对自由流状态下车辆的减速效果。结果表明:电子执法型限(减)速设施效果明显,超速通过率约为3.2%;振动减速标线有一定减速效果,超速通过比例约为7.8%;限速标志减速效果最差,超速通过率约为29%。可见城市道路上电子执法型限(减)速设施限速效果最好,振动减速标线限速效果受设置区域长度和振动程度影响,限速标志减速效果不佳。通过给出的当前城市道路限速值与车辆通过限(减)速设施时车速关系模型表明:随着道路限速值的增加,车辆正常通过限(减)速设施的第85位车速越高,超速比例随之增加。且限(减)速设施类型不同,第85位车速变化程度存在差异,限速标志型变化最大。研究结论可为城市道路车速管控提供理论支持。     

汽车振动系统动态参数优化

汽车悬架及司机座椅动态参数对汽车行驶的平顺性有着重要影响.以八自由度弹簧质量系统作为汽车振动系统的力学模型,用前后四轮路面随机激励作为系统输入,对车厢及司机座椅的输入功率谱进行分析,在此基础上对该模型的悬架及司机座椅动态参数进行优化,并给出悬架参数及司机座椅参数的优化结果     

汽车振动系统动态参数优化

汽车悬架及司机磨椅动态参数对汽车行驶的平顺性有着重要影响，以八自由度弹簧质量系统作为汽车振动系统的力学模型，用前后四轮路面随机激励作为系统输入，对车厢及司机座椅的输入功率谱进行分析，在此基础上对该模型的悬架及司机座椅动态参数进行优化，并给出悬架参数及司机座椅参数的优化结果。     

基于整车的半主动油气悬架滑模控制研究

以提高平顺性为目的,针对油气悬架整车设计了以天棚阻尼为参考模型的滑模控制系统,对4个悬架的阻尼力分别进行控制,建立了非线性半主动油气悬架的七自由度整车模型,使被控车辆振动响应能够跟随参考模型.在Matlab环境中对滑模控制系统的性能进行了验证,仿真车辆以54km/h的速度行驶于D级路面,与被动油气悬架相比,模型参考滑模控制系统能够有效衰减簧载质量的垂向振动、俯仰振动和侧倾振动.结果表明,基于油气悬架整车的模型参考滑模控制系统对路面激励和车辆参数变化具有较强的鲁棒性,适合应用于非线性油气悬架阻尼控制.     

公路视错觉减速标线参数优化

为提高道路危险路段运营安全水平,促使驾驶人主动降低车辆运行速度至安全范围,对比并优化了减速标线的形式及设计参数。依据人在动态环境下视错觉减速标线作用机理,对鱼刺形视错觉减速标线各设计参数进行分析和初选,并提出变间距减速标线相隔距离的计算方法。将不同设计参数进行组合,依据正交试验方案,利用仿真试验平台和实际道路试验,对比各种形式标线的实际减速效果。研究表明:不同设计参数的鱼刺形减速标线,其实际减速效果有很大差异,合理的参数设计方能产生良好的减速效果;与等间距标线相比,变间距减速标线的减速效果更优。     

基于MATLAB的前悬架车辆振动特性

以国产某型号无悬架车辆参数为例,在建立二自由度双轴车辆振动模型和分析其固有频率的基础上,建立了三自由度双轴前悬架车辆的动力学模型,以积分白噪声随机路面作为激励,运用MATLAB/SIMULINK对两种动力学模型进行了仿真分析,在仿真过程中,通过改变前悬架系统的参数,得出了悬架的不同刚度和阻尼对车辆振动特性的影响规律.仿真结果表明:安装前悬架使车身垂直振动加速度、俯仰振动角加速度的均方根值都有明显降低,有效的改善了无悬架车辆的行驶平顺性和驾驶的舒适性;但同时也发现,安装前悬架使车身俯仰振动角位移的均方根值略有增大.     

地铁线邻近建筑物振动特性及参数影响分析

建立了车辆-轨道-隧道及大地-房建结构空间耦合动力学模型,通过子模型间的相互作用关系实现了车辆、轨道、下部基础及房建结构的空间耦合振动分析,并通过相关现场调研和测试验证了模型的可靠性,分析了隧道埋深、建筑高度、楼板厚度、车辆运行速度等参数对建筑物振动特性和振动衰减的影响规律.研究发现,当隧道埋深在11.6m至21.6m间变化时,地表距离隧道中心线10~60m的范围存在振动放大区;隧道埋深从11.6m增大至21.6m,各楼层振级下降幅度为8.3~13.4dB,建筑物振动模态从以高阶振型为主转变成以低阶振型为主;地铁线附近建筑物层数越低,结构的振动响应越小;楼板厚度由0.15m增加至0.25m,各楼层振级下降幅度为0.9~7.4dB;车辆速度由80km/h降低至40km/h,各楼层振级下降幅度为5.7~6.9dB.可见,当地铁线路先于建筑物存在时,适当增加建筑物楼板厚度、降低行车速度、避开振动放大区是控制建筑物结构振动的有效方案.     

汽车悬架振动的拟脉冲激励试验研究

研究了拟脉冲激励下的汽车悬架振动.给出了汽车悬架拟脉冲激励的机理和试验系统.结合汽车实际运行工况特点,分别采用三角木法和4PLD型汽车制动-悬架隔振效率试验台进行汽车在通过减速带或障碍物和紧急制动两种典型拟脉冲激励工况下的悬架振动试验.获得各工况下的悬架特性曲线,绘制功率谱密度图形,并计算最大Lyapunov指数和关联维数,分析得出不同工况下汽车悬架的振动特性.     

含分数阶导数的1/4悬架模型时滞反馈控制研究

针对具有时滞减振主动控制技术的车辆悬架,研究分数阶导数和时滞减振联合控制对车辆悬架系统振动的影响。将含有分数阶导数的时滞反馈控制加入到1/4车辆模型中,运用稳定性切换法对系统的稳定性问题进行分析,得到系统稳定的时滞区间。根据车辆平顺性指标,在频域范围内建立基于振动响应量加权均方根值的优化目标函数。利用粒子群优化算法快速寻优特点获取最优时滞反馈控制参数得到优化控制参数;并对系统在时域下进行振动响应仿真分析。仿真结果表明,在简谐激励和路面随机激励下,分数阶导数和时滞减振主动控制技术联合应用到悬架系统中能取得良好的减振效果,可以较好地减小车身振动,提高车辆的平顺性,为车辆悬架主动控制技术提供理论依据。     

基于人车耦合动力学模型的重型卡车平顺性仿真与优化

以某三轴重型卡车为研究对象,建立了考虑人车耦合作用的23自由度动力学模型,应用谐波叠加法建立了路面激励模型作为振动系统的输入,根据拉格朗日方程推导了人车耦合模型的动力学方程并通过Newmark算法实现动力学方程的求解,研究了人车耦合作用对车辆和人体振动响应的影响;根据ISO2631-1:1997(E)中的车辆平顺性评价方法,考虑人体大腿的垂向振动和背部的垂向振动、前后振动,以人体综合振动加权加速度均方根值为指标对重型卡车的平顺性进行评价,探究了车辆悬架、驾驶室悬置和座椅悬架的刚度阻尼参数对重型卡车平顺性的影响,并采用带有收缩因子的粒子群算法对车辆的平顺性进行了优化.研究结果表明:考虑人车耦合作用会改变车辆座椅、人体大腿和背部等部位的振动响应,车速较低时人车耦合作用对平顺性仿真结果的影响较大,在进行车辆平顺性仿真研究时需要考虑人车耦合的作用;在人车耦合条件下,车辆悬架、驾驶室悬置以及座椅悬架的刚度阻尼参数均对车辆平顺性产生影响,且在不同参数区间范围内影响程度有所不同;综合考虑车辆悬架、驾驶室悬置以及座椅悬架的刚度阻尼参数的匹配,实现了整车平顺性优化,在不同车速下人体综合振动加权加速度均方根值与优化前相比降幅均超过38%,考虑多参数匹配的平顺性优化效果显著.     

汽车悬架振动的混沌特性

建立路面随机激励作用下的单自由度汽车悬架模型,通过数值仿真,给出悬架振动的时间历程曲线、自功率谱密度图形和Poincare截面,从理论上说明悬架振动能够进入混沌状态。采用按压车体法,对越野车B J212、B J2020和轿车MAZ-DA、FORD、TOYOYA、HYUNDAI等进行了振动实验,获取实验汽车悬架的振动曲线,对其计算系统参数如一阶固有频率和阻尼比、混沌参数如关联维、Kolmogorov熵和最大李指数,从而验证了汽车悬架振动的混沌特性。为悬架系统的设计和建立汽车悬架隔振性能混沌评价新方法提供了依据。     

车辆随机振动稳定性分析

以1／4车辆两自由度模型为研究对象,研究了线性与非线性悬架系统车辆行驶的稳定性．在线性悬架系统中,利用虚拟激励法推导出车辆加速度功率谱密度函数表达式,借助MATLAB仿真分析了当车辆各参数在一定范围内变化时车辆行驶的平顺性．当车辆悬架刚度、阻尼等分别作为随机参数,且参数服从正态分布时,利用四阶Runge—kutta数值方法,对非线性悬架系统的动力学行为进行了数值仿真．仿真结果表明,合适的悬架参数,可以有效控制车辆的振动,应当重视车辆线性与非线性悬架参数的选取．     

采用扫频法和拟脉冲法检测汽车悬架效率

分别采用基于扫频激励和拟脉冲激励的汽车悬架振动实验台检测汽车悬架效率.分析这两种悬架振动实验台的结构组成和工作原理,给出了悬架效率的统一计算方法,实施了悬架效率检测实验.这两种汽车悬架振动实验台检测的结果仅相差6.1%,表明基于扫频法或拟脉冲法的检测结果具有可比性.     

时滞反馈下非线性悬架系统的减振特性研究

针对具有时滞减振主动控制技术的非线性悬架,研究时滞和非线性因素对车辆悬架系统减振性能的影响。以一个具有悬架非线性的1/4车辆模型,引入时滞减振主动控制技术,对车身主振动系统进行了减振控制,采用多尺度法推导得出悬架系统振动量与时滞量之间的关系,分析不同振动状态时主系统的振动。利用Routh-Hurwitz判据对悬架系统的稳定性进行判定,得到了系统的稳定性区域。以车身振幅均方根值作为优化目标函数,通过优化设计得到了悬架系统最优时滞反馈系数及时滞量,并在时域下进行仿真分析。仿真结果显示,在简谐激励下和路面随机激励下,有时滞条件下通过调节参数可以使车身加速度均方根值比无时滞时分别降低42.7%和20.9%。研究结果表明通过非线性和时滞反馈联合控制能有效提高悬架系统的减振效果,为悬架系统的仿真分析和优化设计提供了理论依据和设计参考。     

基于车辆平顺性的悬架参数优化

为了改善汽车行驶的舒适性,以某轿车为研究对象,以1/4车辆模型为例,建立了系统的动力学模型,并采用主要目标函数法对车辆悬架参数进行优化。仿真结果表明,优化后的车身垂直方向加速度均方根值减小了60%,汽车乘坐舒适性得到了显著的改善。通过仿真分析比较,证明采用此方法进行悬架参数优化对车辆平顺性和乘坐舒适性的改善有良好的效果。     

非线性汽车悬架的混沌研究

建立了路面双频拟周期激励作用下的单自由度汽车悬架模型,通过数值仿真,给出了悬架振动的时间历程曲线、自功率谱密度和Poincare截面图,从理论上说明汽车悬架振动是混沌的。分别采用制动法和按压车体法,对越野吉普车和福特、本田、奥迪和马自达轿车进行了振动实验,获取实验汽车悬架的振动数据,对其计算了一阶固有频率和混沌参数如关联维、Kolmogorov熵和最大Lyapunov指数,从而验证了汽车悬架振动的混沌特征,为进行悬架系统设计和悬架隔振性能混沌评价提供了依据。     

非平稳随机激励下悬架系统动态频域分布研究

车辆在变速行驶状态下所受路面激励是非平稳随机过程;针对此状态下悬架系统动力学响应在时域和频域分布问题,基于车速参数通过线性时变系统法建立车辆所受路面激励模型。提出"动态频域"概念,建立1/4悬架系统模型。利用精细积分法研究车速变化导致的车身振动响应峰值频带变化特性,揭示非平稳随机激励下系统响应动态频域分布规律。研究可为非平稳随机振动变频域控制与应用提供理论参考,并为提高车辆在复杂行驶工况下的运行品质提供一种新的思路。     

公路软基过渡段车辆振动特性影响因素

为了分析沉降变形后路面结构对车辆行驶振动特性的影响作用,采用两自由度1/4车辆模型及随机激励与离散型激励相结合的路面模型建立车辆路面耦合系统,以车身垂向振动加速度为指标,分析了路面变形模式、车辆参数、车辆行驶速度、行驶方向等因素对车辆行驶振动响应量的影响规律。研究结果表明:绝对沉降量相同时,不同路面变形模式下车辆垂向振动加速度相差为32.2%~84.6%,车身垂向振动加速度对大于80km/h的车速变化较为敏感,路面破坏变形模式与车辆行驶速度是影响车辆振动特性的主要因素,制定基于车辆振动特性的沉降控制标准时,应针对不同沉降变形模式与不同车速分别制定相应的控制标准。     

混联汽车悬架系统减振性能分析与优化

为进一步改善汽车悬架的减振性能,对汽车悬架结构及参数进行优化设计.基于机电相似理论,提出一种含有弹簧、阻尼器、惯容器的混联汽车悬架结构,运用多目标遗传算法对汽车悬架减振系统进行参数优化.通过求解动力学方程,在时域内分析了路面脉冲激励下汽车悬架减振系统的振动响应,在频域内分析了参数优化对混联汽车悬架减振性能的影响.研究结果表明,相比于传统汽车悬架,本文所提出的混联汽车悬架结构能够有效降低汽车减振系统的共振峰值,改善汽车悬架的减振性能;相比于初始设计参数,运用多目标遗传算法得到的参数进一步提升了汽车悬架的减振性能.     

汽车悬架对行驶平顺性的影响

建立了二自由度1/4汽车悬架物理模型,针对该模型建立了振动微分方程和传递函数.使用MATLAB/simulink模块绘制了模型的Nyquist图和Bode图,分析了模型的动态特性.对汽车行驶过程中的振动原因做了分析.运用ADAMS软件分析了悬架的固有特性,得到了悬架对确定输入和随机输入的响应结果.得出悬架的各种参数、路面等级和汽车行驶速度对汽车行驶平顺性的影响.