基于LabVIEW的汽车平顺性试验系统设计

本设计采用LabVIEW编程软件,开发了一套汽车平顺性试验系统。根据实验室现有设备,利用三轴式加速度传感器,采集汽车行驶时的加速度信号,通过数据采集卡将所获的模拟信号输入电脑。使用图形化虚拟编程软件LabVIEW进行编程,对所采集的信号数据进行处理,根据计算出的相应的平顺性评价指标和相关的评价标准,对汽车的行驶平顺性的好坏进行评价。通过试验系统的硬件设计、软件开发和试验验证,实现了汽车平顺性的测试功能,并可对悬架系统设计等方面作进一步研究。     

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.     

汽车平顺性的虚拟试验研究

为了从整体上掌握影响汽车平顺性的因素,采用面向整车系统的数字化虚拟样机技术,对1028E2汽车按系统总成,使用ADAMS建立了前后悬架、转向系、动力总成与传动系及轮胎的数字化三维模型,根据试验的等级路面的功率谱密度函数,设计了相应的路面文件．然后,施加与实际车辆相同的约束、力和运动,构成了1028E2汽车具有596个自由度的整车数字化功能仿真汽车,该车在虚拟的路面上行驶时,可以体现悬架、轮胎的变形以及驾驶员的运动,仿真测试获得了驾驶员在前进方向、横向、垂直方向的加速度值以及均方根值,其数据与实测结果接近。分析发现,前悬架振动加速度的较大峰值是由板簧卷耳与转向纵拉杆的干涉引起,需进行结构参数修改,研究结果表明,对于汽车这一复杂的机器系统,建立详细的数字化功能样机,可以有效地分析其平顺性。     

基于平顺性和道路友好性的重型货车悬架优化

提出一种基于车辆动力学仿真的重型货车悬架系统多目标优化策略,可同时改善车辆的平顺性和道路友好性,从而缓解驾驶疲劳、延长道路使用寿命.基于车辆动力学原理在Matlab/Simulink平台上构建了10自由度钢板悬架重型货车-路面系统的动力学模型,选择与该车匹配的被动空气悬架并设计半主动空气悬架模糊控制器;仿真并分析钢板悬架车辆模型、被动空气悬架车辆模型、半主动空气悬架车辆模型的使用效果;以被动空气悬架作为进一步优化的对象,归纳其平顺性和道路友好性随阻尼系数的变化规律,从而得到使车辆综合性能最优的悬架阻尼系数.     

多编组铰接车辆的平顺性时域分析与优化

为了分析优化多编组铰接车辆的平顺性问题,建立了考虑悬架非线性阻尼特性的n节编组铰接车辆的振动模型,采用粒子群算法对影响车辆平顺性的关键参数(悬架非线性阻尼参数)进行了优化,并提出了一种基于车间铰接约束力补偿和线性二次高斯(linear quadratic Gaussian, LQG)控制相结合的主动悬架控制方法。以车体的垂向、侧倾和俯仰振动加速度均方根作为车辆平顺性关键评价指标,采用B级路面以不同速度对4节编组车辆实施仿真分析。结果表明：随车速增加车辆平顺性变差,且存在首车至尾车车体垂向振动加速度均方根依次变大等振动特点,且通过悬架参数优化与采用主动悬架控制后,车辆平顺性得到明显提高——车辆在垂向、侧倾和俯仰方向的振动加速度均方根分别减少了48.29%,24.79%和54.44%。     

车辆平顺性评价标准适用性分析

针对目前国内外适用不同类别车辆及地形的平顺性评价标准空缺,介绍了轮式车辆平顺性评价体系,主要有两类:一类为ISO 2631及相似标准,一般用于评价普通车辆;另一类为基于6W平均吸收功率和垂直方向加速度峰值两个限值的评价方法,该方法一直为美军及北约组织用于评价军用战术车辆。参考国家标准GB/T 4970-1996对某国产乘用车进行了道路试验,确定了平顺性客观评价值,研究了基于限值的平顺性评价方法的适用性。该研究重要意义在于能够在各种类别车辆和不同地形中更好理解并适用平顺性评价标准。     

车辆行驶平顺性的计算机辅助分析

介绍了作者开发的平顺性计算机辅助分析程序,能对二维五自由度,三维八自由度非独立悬架或独立悬架车辆的振动模型进行平顺性计算,分析评价及系统特性参数修改。该程序用Ｖｉｓｕａｌ Ｂａｓｉｃ５．０语言编写,运行于Ｗｉｎｄｏｗｓ９５环境下,与以往运行于ＤＯＳ环境下的同类程序相比,操作更为直观方便,功能和适用性更强,最后给出了某四轮农用运输车的平顺性计算和评价结果,并作了试验验证。     

整车刚柔耦合动力学模型及平顺性优化

为了研究车身的弹性变形对整车行驶平顺性的影响,在ADAMS/Car模块中建立整车刚柔耦合模型,依据相关试验法规,进行了随机路面输入下的平顺性仿真试验,并通过实车道路试验对比验证模型的正确性和合理性.利用验证后的整车刚柔耦合模型和试验设计技术,对悬架的弹簧刚度系数、减震器阻尼系数进行优化.优化后车身质心处垂向振动加权加速度均方根值降低了12.6％,表明悬架系统参数的合理匹配可以明显改善车辆的行驶平顺性.     

改装汽车的平顺性试验分析

对若干种型号的改装汽车进行了平顺性实际测试。计算与分析,其内容包括悬挂系统部分固有频率与相对阻尼系数的测定,在确定激励下汽车振动试验和路面随即激励下的平顺性试验等。本文通过数据处理与分析,讨论了共性问题产生的原因,提出了改进措施。     

SY6480轻型客车平顺性试验及评价

依据GB4970一85汽车平顺性随机输入行驶试验方法对SY6480轻型客车进行室外道路试验。测得了座椅、地板和车桥的振动加速度。结果表明：随着车速的增加,座椅和地板振动加速度功率谱的幅值有所增加：在车速相同驶时,沙石路面的振动的幅值比沥青路大。最后用综合振动舒适度评价法对SY6480轻型客车的平顺性进行评价。     

全地形车平顺性客观评价

为弥补目前国内外全地形车舒适性评价方法的空缺,研究分析了全地形车的实际振动特点,依据ISO2631、ISO5349标准,提出了全地形车客观评价方法.该方法利用三轴向总加权加速度均方根值评价全地形车手把处和座位处的振动.对几款全地形车进行了道路试验和台架试验,二者的试验结果比较吻合,说明该评价方法能够很好的反映振动对人体的影响.     

2级串联型ISD悬架频响特性分析与试验

基于"惯容-弹簧-阻尼"机械系统与"电容-电感-电阻"电子系统之间严格的对应相似关系,根据级联滤波的基本原理,以并联的弹簧和阻尼元件为第1级,并联的惯容器、弹簧和阻尼元件为第2级,提出了一种2级串联型"惯容-弹簧-阻尼"(ISD)车辆悬架.应用机械阻抗法建立悬架的1/4车辆模型,对悬架系统频响特性进行了仿真分析,设计了齿轮齿条惯容器装置及悬架原理样机,进行了悬架频域性能台架试验.结果表明:与传统悬架相比,2级串联型"惯容-弹簧-阻尼"车辆悬架具有良好的低频频响特性,使车身共振频率从1.3 Hz降到了0.8 Hz,车身加速度、轮胎动载荷及悬架动行程3者增益的低频共振峰值分别减小了52%,50%,15%,有效抑制了车身共振,提高了车辆的乘坐舒适性.     

带平衡悬架三轴商用车多目标联合优化

推导了带平衡悬架三轴商用车的平顺性和操纵稳定性运动方程,采用半车模型分析平顺性,采用三自由度模型分析操纵稳定性.选取10个优化变量,并运用社区培养遗传算法(NCGA)对各模型进行了多目标优化,用蛛网图法将10个Pareto有效解直观地表示出来.根据目标极值法、目标均衡法、理想值法、单目标最优法这4种不同的设计需求标准,从10个Pareto有效解中筛选出4种不同的优化方案,有效地提高了整车的平顺性和操纵稳定性.     

基于新欧洲行驶循环的轮边驱动电动汽车平顺性仿真及优化

针对某型轮边驱动电动汽车,为提高车辆平顺性能,推导其动力学微分方程,在MATLAB/Simulink中建立1/4车辆平顺性仿真模型,在新欧洲行驶循环(new european driving cycle,NEDC)工况下,以车身加速度和车轮动载荷为指标,与吸振式轮边驱动电动汽车对比其平顺性能。针对吸振式轮边驱动电动汽车,以车轮最大振动位移的最小值为目标函数对其悬架与吸振器参数进行优化设计,并进行仿真对比。仿真结果表明,优化后的吸振式轮边驱动电动汽车车身加速度均方根值降低了8. 2%,车轮动载荷均方根值下降了0. 12%,明显改善了车辆平顺性能,对改进轮边驱动电动汽车的行驶平顺性能具有一定的指导意义。     

考虑车架柔性的 6 ×4 商用车平顺性仿真

为了在初始设计阶段预测车辆平顺性、优化设计方案,建立考虑车架柔性的6 ×4商用车半车振动模型,进行随机输入行驶模拟试验,分析了车架弯曲、驾驶室悬置、发动机悬置及座椅悬置对整车平顺性的影响． 利用假设模态方法建立车架弯曲模型,分析了车架柔性对整车平顺性的影响． 通过灵敏度分析评价车辆主要参数对平顺性的影响,最后用模拟退火粒子群优化算法进行悬架和驾驶室悬置参数的优化匹配． 仿真结果表明,前轴的悬架刚度和车架的第一阶弯曲振动对整车平顺性的影响很大,驾驶室悬置和座椅悬置对平顺性的贡献量最大．     

某越野车辆平顺性仿真分析及综合评价

针对某4×4越野车辆的平顺性,参照随机路面输入评价与脉冲路面输入评价两种方法及指标进行研究.首先针对国内外现有的平顺性评价方法进行了总结回顾,并依据实际车辆的性能要求,设计了适合该类车型的分析工况、仿真方法和综合评价指标.并针对该越野车型搭建了整车多体动力学模型,进行了平顺性仿真及综合评价,获得的评价指标包括车辆在不同等级路面上的越野平均车速和车辆经过不同高度凸块的允许最高车速.仿真结果表明该车辆满足所定义的平顺性开发目标.