车轮随机动载与路面及车速相互关系的研究

文章利用车辆的两自由度模型 ,分析了车速与路面不平度对车轮随机动载的功率谱密度和方差变化趋势的影响。同时也分析了车轮随机动载的大小对路面疲劳应力的影响 ,指出了不同的车速和路面状况引起的路面动力反应及损伤变化规律的不同 ,提出了针对路面状况来调整车速可以降低车轮随机动载 ,从而达到减轻对路面损伤的要求。     

基于逆虚拟激励法的随机路面谱的识别方法

采用逆虚拟激励法对随机路面谱的识别方法进行了理论推导,并用确定性方法求解车辆平稳随机振动路面谱的识别问题.求解过程中通过给定车辆振动响应的自功率谱和互功率谱,反求路面激励功率谱,然后再计算得出车辆对路面激励的振动响应功率谱.通过模拟仿真,对比了计算路面谱与实际路面谱的差异,验证了推导结果的有效性.研究结果表明,逆虚拟激励法在求解车辆振动响应路面谱方面,具有很好的求解精度和计算效率.该方法为车辆振动平顺性的研究提供了新的思路和方法,具有很好的应用前景.     

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。     

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.     

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.      

二维路面不平度的时域模型及计算机仿真

提出了描述二维路面不平度的时域ＡＲ模型,并对该模型进行了计算机住址研究,较好地生成了符合ＩＳＯ方案道路谱统计特性的二维路面不平度。证明了该模型的可行性与实用性。     

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     

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。     

四轮随机路面激励下的七自由度车辆响应特性

为了研究不同等级道路下车辆动态响应以及轮胎动载荷的变化情况,根据国家路面不平度分级标准,采用滤波白噪声法建立了随机路面时域模型并与标准路面的功率谱密度对比验证模型的准确性。通过四个车轮之间的传递函数建立了四轮随机路面时域激励模型;并以该模型作为不平路面激励,考虑悬架拉伸和压缩状态时的不同阻尼,建立七自由度整车行驶动力学模型。研究了车辆质心垂向加速度、俯仰角、侧倾角以及轮胎动载荷随路面等级的变化情况。结果表明:车辆和轮胎的动态响应随着路面不平度的增加而增加。可见,搭建的整车模型能够很好地反映不同路面下车辆的动态响应,为车路耦合的深入研究奠定基础。     

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.     

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.     

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。     

路面时域模拟的谐波叠加组分中相位角的相干性研究

基于谐波叠加法所生成的路面不平度特性反演了左右轮路面的自功率谱密度和互功率谱密度函数,并根据左右轮的相干函数推导出了谐波叠加法中左右轮路面不平度特性中对应谐波叠加组分相位角的解析相干关系,由此获得了考虑轮轨相干关系的3维路面不平度仿真模型.基于Matlab的3维路面模拟结果表明,自功率谱密度几乎重合,左右轮的相干函数也吻合较好,这验证了所推导的谐波叠加组分相位角的相干关系在计算仿真中具有较高的可信度,也为3维路面模拟提供了更加可信的仿真模型.      

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.      

桥面不平度随机激励模型

桥面不平度是影响车辆桥梁振动的主要因素,定量地研究桥面的凹凸不平对车辆桥辆振动的影响程度,关键是要能够建立一个能正确模拟实际桥面状况的桥面不平度模型.指出了传统的用周期性函数表示不平度模型的缺点,引入随机不平度理念,建立了一种用路面功率谱函数表示桥面不平度的方法,并建立了桥面不平度随机激励时域模型.通过对比分析发现,建立的桥面不平度模型是可信的,从而提供了一种在缺少实测数据时如何通过计算机模拟获得桥面不平度仿真数据的方法.     

基于Matlab分析的路面平整度控制方法

为了在摊铺过程中控制和实现路面的平整度要求，从路面平整度的均方差评价指标及其测量方法出发，用Matlab开发了相应的模拟计算程序，分析了平整度均方差值与理想的正弦波形不平整路面的波长、幅值之间的定量关系，并根据车辆与路面相互作用时的行驶舒适性要求，确定了平整度指标、路面状态参数以及行驶舒适性三者之间的定量关系。分析结果给出了既满足给定的平整度指标又满足行驶舒适性要求的路面波长与幅值的取值范围，从而为定量控制路面平整度提供了一种新思路和方法。     

Dynamic Characteristics of Tracked Vehicle Power Train Considering Road Random Torsional Excitation

The road random torsional excitation is one type of torque rooted from the road roughness and vehicle drive system. This paper aims to study how the road random torsional excitation affects the dynamic characteristics of vehicle power train. The method of simulating the random torsional excitation of tracked vehicle is explored at first. Secondly,the road random torsional excitations under different road roughness,vehicle speeds and pre-tensions are obtained. Thirdly,the dynamic analysis model of tracked vehicle power train is constructed with the consideration of the road random torsional excitation. Eventually,the influences of this excitation on output torque,bearing support force,vibration acceleration and dynamic shear stress of transmission shafts are intensively studied.The research conclusions are helpful to correct and refine the present virtual prototype of tracked vehicle power train.     

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.