一种基于振动舒适性的山地自行车后悬架参数设计方法

采用实验方法,比较了在不同频率简谐激励下后悬架配有不同类型减振器时全减振山地自行车车架的振动特性,发现在一定频率范围内弹簧减振器具有良好的减振效果.通过对具有弹簧减振器后悬架山地车的车架振动实验验证了该车架动态仿真模型的正确性,在此基础上建立了整车动态仿真模型.借鉴国际标准ISO2631-1中人体承受全身振动的评价方法,给出了自行车骑行过程中振动舒适性的评价指标.采用均匀设计试验法进行了整车动态仿真实验,并通过逐步回归分析找到了减振器刚度和结构尺寸等后悬架设计参数与评价指标之间的映射关系,同时利用规划求解方法对设计参数进行了优化.研究过程为山地自行车后悬架的设计提供了一种有效方法.     

悬挂系统阻尼非对称性对车身振动的影响

采用瞬态信号等效替换随机激励的方法,通过计算讨论车辆在路面随机激励下双作用减振器阻尼的非对称性对车身振动的影响,并讨论了车辆在路面冲击激励下阻尼非对称对车身振动加速度响应的峰值以及总能量的影响。     

汽车悬架液压减振器热机耦合动力学模型

针对汽车悬架液压减振器建立了由路面不平度激励模型、非线性悬架振动模型、考虑温度影响的减振器阻尼力试验数据模型、减振器热动力学模型子模型组成的耦合动力学效应的理论分析模型.通过减振器阻尼力特性试验数据建立了考虑温度影响的非线性阻尼力试验模型,利用减振器发热特性试验数据辨识了减振器热动力学模型参数.利用所建立的耦合动力学理论模型预测了减振器温度上升动态过程,并进行了影响因素的仿真分析.研究表明,减振器的热机耦合效应在高速行驶和较差路面条件下表现突出,而在低速或者良好路面条件下不明显;行驶车速、路面等级、环境温度与减振器周围空气流动速度、悬架非簧载质量、减振器壳体换热面积对减振器发热平衡温度高低具有很大影响,而悬架等效刚度、簧载质量和减振器壳体比热容参数对之影响很小.     

基于逆虚拟激励法的整车平顺性

建立了8自由度整车的系统模型和数学模型,使用逆虚拟激励法在路面激励谱密度未知和车轮的垂直振动响应谱密度已知的情况下,计算出了整车车辆的车身垂直加速度功率谱密度、悬架动挠度和车轮相对动载.并用MATLAB语言编制了仿真程序,对确定路面上和未知路面上的平顺性分析结果进行了比较,结果表明在未知路面上采用逆虚拟激励法研究车辆的平顺性是可行的.该方法简单易懂,避免了构建路面激励的难题,在汽车振动领域值得推广.     

基于最佳阻尼匹配的车辆悬架耗散功率的研究

阻尼匹配及功率计算是制约电磁馈能悬架设计关键性问题.通过单轮二自由度行驶振动模型,利用基于舒适性和基于安全性的最佳阻尼比,建立了车辆悬架最优阻尼比数学模型.在此基础上,依据悬架功率等于原车载减振器耗散功率的原理,建立了悬架最佳功率设计数学模型.通过设计实例,对某车辆悬架的最大耗散功率和额定功率进行了设计计算,并对原车载减振器分别在最大速度和常规速度下的耗散功率进行了试验验证.试验结果分析可知,悬架最大功率和额定功率的设计值与原车载减振器特性试验的分析值相吻合,相对偏差为1.7%和1.4%,表明所建立的悬架功率设计数学模型是正确的.     

递归对角神经网络算法在汽车主动悬架控制系统中的研究

考虑汽车主动悬架的控制效果,应用汽车系统动力学理论建立七自由度整车悬架模型;采用电磁阀式减振器技术方案,对主动悬架控制系统进行了总体方案设计;在递归对角神经网络算法的基础上构建了主动悬架控制器,利用遗传算法进行神经网络权值训练。Simulink和d SPACE实时硬件在环联合仿真结果表明:在间歇颠簸路面激励作用下,对车身垂向加速度、轮胎动行程所进行的仿真分析,以及对车辆座椅进行的振动分析,都说明该算法对主动悬架具有较明显的控制效果,较好地提高了行驶平顺性和操纵稳定性。     

非线性汽车悬架的混沌特性

通过数值仿真和实验,研究了非线性汽车悬架的混沌特性.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、自功率谱密度图形和Poincare截面,从理论上说明汽车悬架振动是混沌的.进行振动实验,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.为汽车悬架的优化设计和建立悬架隔振性能混沌评价新方法提供了理论依据.     

路面激励Simulink模型的建立及其应用*

为了在汽车动力学中应用路面激励,基于滤波白噪声方法建立了路面激励的描述。分析了Simulink白噪声生成模块,基于滤波白噪声描述建立了路面激励Simulink模型,确定了空间下截止频率。基于路面激励Simulink模型,建立了汽车两自由度振动四分之一系统Simulink模型,在城市行驶的B级路面和车速范围对车身加速度、悬架动挠度、车轮动载荷和车轮加速度的车速特性进行了仿真。研究结果表明,基于滤波白噪声描述建立的路面激励Simulink模型和汽车两自由度振动四分之一系统的Simulink模型,既可以再现路面激励,也可以用于分析汽车振动响应量的车速特性。     

橡胶衬套对汽车悬架系统NVH性能影响研究

文章研究了悬架系统在不同路面激励下的NVH性能,将工况分为路面随机激励和脉冲激励2类,根据路面形状,脉冲激励又分为三角形凸块和正弦形凹坑脉冲激励(考虑刹车作用)2种。橡胶衬套刚度对悬架NVH性能有很大的影响,采用有限元软件分析其特性。参考有关资料选定对悬架NVH性能影响较敏感的衬套,建立了考虑其影响的半车模型,对比不同模型的仿真结果可以看出,衬套有效改善了悬架的NVH性能。将模型仿真结果与道路模拟机测试结果进行对比,验证了仿真模型的准确性。     

Research on the effect of rubber bushing on vehide suspension NVH performance

文章研究了悬架系统在不同路面激励下的NVH性能,将工况分为路面随机激励和脉冲激励2类,根据路面形状,脉冲激励又分为三角形凸块和正弦形凹坑脉冲激励(考虑刹车作用)2种.橡胶衬套刚度对悬架NVH性能有很大的影响,采用有限元软件分析其特性.参考有关资料选定对悬架NVH性能影响较敏感的衬套,建立了考虑其影响的半车模型,对比不同模型的仿真结果可以看出,衬套有效改善了悬架的NVH性能.将模型仿真结果与道路模拟机测试结果进行对比,验证了仿真模型的准确性.     

电动汽车振动能量回收悬架及其特性优化

针对汽车悬架振动能量耗散、悬架阻尼特性较差的问题,提出了一种滚珠丝杠式振动能量回收悬架,实现了悬架振动能量回收。通过局部优化方法得到了变阻尼系数的悬架阻尼特性,提升了悬架性能。建立了馈能悬架的理论及仿真模型,仿真结果表明:采用路面随机高程激励,在不同路面等级下平均馈能功率为40~200 W。搭建了馈能悬架振动实验台,实验结果表明:采用电机拖动,在不同振动速度下瞬时馈能功率达到120 W。构造了悬架性能目标函数,通过控制负载阻值,用实验数据拟合得到了变阻尼系数的悬架特性。滚珠丝杠式馈能悬架不仅可以实现悬架振动能量的回收,而且可以控制负载阻值来优化悬架特性。     

基于改善俯仰与垂直复合振动的空气悬架系统多目标优化设计

基于研究汽车俯仰与垂直的复合振动,建立了空气悬架客车的双轴汽车模型。对于路面谱的构造和功率谱密度(PSD)的计算进行了研究。以降低车身俯仰角运动和质心处的垂直振动为目标,以减震器的阻尼力作为优化参数,建立多目标的优化过程。通过应用多目标规划优化方法对前后悬架系统参数进行优化和匹配计算,达到改善车辆的俯仰与垂直复合振动的性能。     

基于阻尼状态切换的装载机座椅悬架控制

为提高装载机驾驶员作业舒适性,提出了一种基于阻尼多状态切换减振器的装载机半主动座椅悬架系统.分析了阻尼多状态切换减振器的设计原理及油液流动行为,建立了阻尼多状态切换减振器数学模型,通过仿真分析获取了减振器4种阻尼状态下的复原阻尼系数和压缩阻尼系数,在此基础上,进一步构建了装载机半主动座椅悬架系统混杂动力学模型,设计了用于座椅半主动悬架的权值系数模糊自适应调整混杂模型预测控制策略,并在随机路面激励输入下进行了控制策略性能仿真分析.仿真结果表明:所提出的装载机半主动座椅悬架及其控制策略能够有效降低座椅垂向振动加速度均方根值,降幅达35.71%,同时改善座椅悬架动行程达30.88%,驾驶员作业舒适性得到显著提升.     

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。     

PAM仿袋鼠腿悬架仿真建模及垂向参数特性研究

为了满足人们对高性能车辆悬架的追求,借鉴自然进化而来的袋鼠腿部结构,提出一种PAM仿袋鼠腿车用悬架。通过对袋鼠腿部肢体及其功能的剖析与提炼,构建出基于PAM的等骨骼比例仿袋鼠腿悬架结构;为了研究该悬架结构的减振性能和参数特性,建立其三连杆被——主动控制仿真模型。模仿袋鼠腿自适应调节功能,以悬架垂向性能参数为评价指标,制定出仿袋鼠腿悬架的模糊控制策略;以路面不平度为激励,通过控制PAM输出力实时调节悬架姿态,对该悬架垂向参数特性开展研究。以车身动位移、车身垂向加速度等参数为评价指标,在多种路面条件下,对该悬架的垂向性能进行被动、被-主动模式下的特性分析。结果表明,基于PAM仿袋鼠腿悬架可有效降低路面激励对车身的振动与冲击;相对于被动模式,该悬架在模糊控制下的被-主动模式具有较好的缓冲减振性能。研究结果可为高性能仿生车辆悬架的研发提供参考。     

摩托车路面激励的实测及分析

路面是摩托车振动的主要激励源，按车架路试动应力响应谱的计算模型要求，对路试路面的激励进行实测、统计及分析，获得了摩托车道路试验路面激励的时间历程和功率谱。     

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。     

考虑气动升力激励的汽车振动响应分析

为研究气动升力激励对汽车悬架性能的影响,在Simulink建立滤波白噪声路面输入模型和气动升力激励模型。在不同车速下,分别对考虑气动升力激励和不考虑气动升力激励的振动模型进行仿真,对比分析两种情况下的车辆悬架系统评价指标。结果表明:考虑气动升力激励的车身加速度和不考虑气动升力激励时的差异很小;低速时,气动升力激励引起的悬架行程差异较小,高速时,气动升力激励会明显增大悬架动行程;低速时,气动升力激励引起的轮胎动载荷差异不明显,高速时,气动升力激励会使得轮胎动载荷略微增大。     

电控空气悬架控制算法研究

在简要综述了电控空气悬架系统构成和控制算法的基础上，建立了1／4汽车电控空气悬架的最优控制数学模型，分析比较了空气悬架与普通钢板弹簧悬架车身加速度、悬架动挠度和轮胎动变形对路面激励速度的幅频特性。结果表明，与传统的弹簧悬架相比空气悬架有较优越的动态传递特性，可显著改善车身的动态响应特性，提高汽车的行驶平顺性；降低车轮与路面之间的相对动载，减少汽车对路面的冲击损坏。     

某车型减振器异响问题改进

汽车减振器是悬架中的重要的部件,关系到整车的行驶平顺性和操纵稳定性,而部分减振器在工作时产生异响,对整车的NVH性能造成不利的影响.本文对某车型减振器异响问题进行综合失效分析,利用减振器异响测量仪器进行减振器异常检测判断,分析结果表明该车型减振器异响为活塞杆异常振动激发车身振动,并传递到车内的结构共振异响.通过对减振器阻尼力进行设计优化,更改上支座合件硬度,改进后的减振器异响消除.