考虑轮辙相干性的两种随机路面IFFT生成算法

基于不同轮辙路面不平度的自功率谱、互功率谱与其傅里叶变换之间的关系,证明了路面生成的IFFT法与谐波叠加法具有等价性,同时在考虑轮辙相干性的情况下推演了IFFT法中左右轮不平度特性所对应的逆Fourier变换相位角的解析相干关系;也根据左右轮辙功率谱密度阵的LU分解得到了左右轮辙不平度特性的双白噪声滤波传递关系;由此采用IFFT法,分别构建了基于相位角相干性和双白噪声滤波传递关系的两种考虑轮辙相干性的2维随机路面模拟模型.不同轮辙路面模拟结果表明,自功率谱密度几乎重合,左右轮的相干函数也吻合较好,这验证了两模型在路面模拟计算中均具有较高的可信度.      

二维不平度路面的空间域滤波重构及仿真

基于不同轮辙路面不平度功率谱阵的LU分解得到了左右轮辙不平度特性的双独立白噪声滤波传递关系,并分别对传递函数中涉及的相干函数进行Pade展开,对涉及相干函数的复杂超越函数进行Chebyshev-Pade展开,获得了高精度的有理近似显式表达;在双白噪声滤波传递关系有理近似的基础上,按白噪声滤波法构造了一种考虑轮辙相干性的空间域二维不平度路面模拟模型.不同轮辙路面模拟结果表明,自功率谱密度几乎重合,左右轮的相干函数也吻合较好,且该模型能高效率、高精度地泛化应用于二维不平度路面模拟,可为车辆路面运输的平顺性分析提供空间域路面模型.      

车辆四轮随机输入模型研究

推导了以滤波白噪声方法生成的随机路面的频谱函数,通过调整白噪声的功率谱密度确保随机路面模型在功率谱意义上与实际道路相符.基于左右轮输入间的相关性以及其相干函数模型,应用遗传算法求解左右轮输入间的传递函数,结合前后车轮输入的滞后关系,详细地给出了车辆四轮随机输入时间序列的生成方法.     

基于Simulink的路面不平度时域模型仿真研究．

时域路面不平度建模对轮椅振动分析具有重要意义。对GB／T7031-2005中提出的路面功率谱密度表达式及等分方法．应用线性滤波法与谐波叠加法分别重构路面不平度模型,使用周期图谱估计法验证仿真结果。结果表明线性滤波法与谐波叠加法均能在谱一致准则下生成不同路面与车速下的时域路面不平度,为人与轮椅系统分析研究提供了数据支持。     

基于傅里叶逆变换的三维随机路面建模与仿真

为了满足工程中虚拟实验的需求,研究了利用功率谱密度函数的三维随机路面不平度建模方法。利用国家标准中采用的幂函数道路谱拟合公式,推导出路面的二维功率谱解析表达式,避免了有理函数法的参数估计问题。建立了二维傅里叶逆变换法生成三维随机路面的流程;并以某汽车振动系统所关注性能需求,仿真了国标中的E级路面;分别采用周期图法和AR参数模型法估计了仿真路面的功率谱。结果表明,仿真生成的路面与标准路面谱是高度一致的,基于二维离散傅里叶逆变换的方法不仅准确而且快速,有较强的实用性。     

滤波白噪声路面时域模拟方法与悬架性能仿真

为合理模拟路面时域模型,通过路面不平度空间功率谱密度分析路面频域模型,并由路面频域模型推导路面时域模型的滤波白噪声数值模拟方法.提出了采用滤波白噪声方法模拟路面时域模型时,改变仿真车速的同时需调整白噪声采样频率使之与车速相配.通过分析生成的路面时域模型的空间功率谱密度,验证了路面时域模型的准确性.比较只改变车速和所提出的改变车速并调整相应白噪声采样频率模拟的路面时域模型的高度历程、频谱和空间功率谱密度,得到了后者模拟方法更符合标准等级路面的结论.并通过仿真,分析比较了某1/4车辆悬架模型在不同方法生成的路面时域模型输入下的系统响应精确性,体现了所提方法的重要性.     

火箭发射导轨不平度的规律及影响

研究了火箭发射导轨随机不平度的规律，用实测样本得到轨面随机不平度的功率谱密度函数；用傅里叶变换确定等效的由谐波函数叠加而成的准随机函数；把它作为导轨不平度的原函数计算火箭在其上运动时的动载荷。这种计算方法明显优于以往将导轨当作某种确定性函数所得的结果。     

用于车辆平顺性仿真的随机路面构造

总结了当前时域路面建模中所用的几种方法,根据积分白噪声方法提出构造任意指定路面不平度系数路面的方法,利用虚拟激励法进行了证明,并对其离散化处理过程进行了推导,同时进行了仿真与验证.结果表明,利用此方法构造路面,过程简单,所构造路面的功率谱密度与给定功率谱密度符合较好.     

谐波叠加路面输入模型的建立及数字模拟

路面输入模型在汽车平顺性和操纵稳定性分析研究中是很重要的,对谐波叠加模型的建立进行了理论分析和探讨;编制了运用该模型生成随机路面谱的软件,对国标GB7031-87中规定的各级路面不平度进行了数字模拟,结果表明,该模型能够描述复杂且不规则的路面形状,适应于任意形状的谱密度的平稳随机过程,具有较好的适应性.     

基于有理函数的路面不平度时域模型研究

研究了基于有理函数的路面不平度时域模型. 采用Matlab/Simulink软件建立了基于有理函数的路面不平度时域模型,并进行了仿真. 求取了仿真输出的路面不平度时域数据的功率谱和均方根值. 对比国际标准化组织提出的路面分级标准,确定了正确的模型参数,验证了基于有理函数的路面不平度时域模型. 并导出仅需路面不平度系数表达的路面不平度时域模型. 此模型可方便、准确地对路面分级标准规定的路面进行仿真.     

车辆左右车轮路面不平度的时域再现研究

基于快速傅里叶逆变换(IFFT)原理对车辆左右车轮随机路面不平度时域激励模型的建立进行了理论分析和探讨. 结合实际车辆运行中左右车轮的相干性,给出了右车轮的数值拟合方法. 利用Matlab软件建立了左右车轮的路面不平度模型并进行了仿真验证. 仿真结果表明此模型可方便准确地对路面分级标准规定的路面进行仿真,所得到的左右车轮的相干性与推荐模型接近.      

履带对地面的包络特性研究

借助于有限元技术和Matlab软件,利用路面功率谱密度函数构造不同空间频率下的正弦路面,建立了履带、负重轮的有限元模型,研究了履带在重力作用下的变形,得到履带对起伏土路、砂石路、戈壁路、铺面路的包络系数、包络效果及功率谱变化情况. 通过研究履带曲线与正弦地面之间的对应关系,得到4种典型路面下履带对地面的滤波函数. 实现了对4种典型路面的滤波分析,可以直接应用到对道路谱进行修改,为整车道路模拟系统直接对负重轮进行道路激励加载提供理论依据.      

Dynamic response to road roughness on a tractor-semitrailer system with driver body model

A linear mass-spring system model of a tractor-semitrailer together with driver body parts and sprung seat is presented. Natural frequencies of the system are calculated and response of components in the system to road roughness is completed by means of computer simulation and power spectral density (PSD) approach in all of road conditions and loading cases. The results show that the severest situation of response of the system occurs when the road in rough condition and vehicle unladen. The most sensitive frequency to human body parts is around 0.9Hz, and model types of a human body seem to be not significant tothe response of a heavy tractor-semitrailer system, including to the response of the driver himself.     

基于滤波白噪声的汽车平顺性时域建模和仿真*

为了进行汽车平顺性建模和仿真,给出了路面不平度频域模型的标准和改进两种形式。对应路面不平度频域模型改进形式,总结了基于滤波白噪声的路面不平度激励的时域模型。由前后轮路面不平度激励的相关性和一阶Pade算法,建立了前后轮路面不平度激励的时域模型。基于平面系统假设,建立了汽车平顺性四自由度平面系统模型。提出了基于滤波白噪声的汽车平顺性四自由度平面系统仿真算法。在B级路面和常用车速60 km/h下,对某轿车平顺性进行了时域仿真,获得了前轮和后轮路面不平度激励和振动响应量的时间历程。研究结果表明,基于滤波白噪声构造路面不平度激励和对汽车平顺性进行时域建模和仿真是可行和有效的。     

基于频谱分析的织物粗糙感

传统研究一般通过测试织物表面的几何粗糙度和摩擦性能来预测粗糙感,而认知科学家发现,栅栏粗糙性的辨别取决于表面纹理波动曲线的谐波成分及纹理间距.为深入揭示织物粗糙感的形成机制,基于织物的表面形貌曲线,计算平均粗糙度,统计不同波动高度下的纹理间距,并采用傅里叶方法提取频域内谐波特征,比较分析这些特征值与粗糙感之间的关系.研究表明,织物的粗糙感差异取决于表面波动曲线频域内谐波的最高峰高度,而粗糙感不仅与平均粗糙度有关,也与表面纹理间距有关.     

表面粗糙度的综合评定及混合谱模型

采用自回归谱分析结合改进周期图检验的方法，建立表面粗糙度的混合谱模型，以分离其中表现为离散谱的确定性谐波成分和表现为连续谱的随机性成分，并在此基础上提出综合评定表面粗糙度各种参数的方法，同时对AR模型的阶数与谐波成分识别给出较有效的经验判定方法．