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1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上汽車振動學(xué)(大作業(yè))車輛懸架系統(tǒng)振動分析專心-專注-專業(yè)一.建模：將汽車簡化成如圖1所示的四自由度振動模型:圖1 汽車振動模型圖1中各符號意義表示如下： 簧載質(zhì)量：簧載質(zhì)量繞質(zhì)心橫軸的轉(zhuǎn)動慣量：后懸架非簧載質(zhì)量：前懸架非簧載質(zhì)量，：后、前懸架垂直剛度，：后、前懸架阻尼系數(shù)，：后、前輪胎剛度，：分別,為到質(zhì)心的水平距離：地面對前后輪的激勵：分別為系統(tǒng)的廣義坐標(biāo)將汽車視為常系數(shù)線性動力學(xué)系統(tǒng)，應(yīng)用拉格朗日方程可得系統(tǒng)的運(yùn)動方程。按照拉格朗日的方法，系統(tǒng)的振動方程可通過動能T，位能V，能量耗散函數(shù)D加以表示，即： 式中廣義坐標(biāo)和廣義速度； t時間；系統(tǒng)的動能和位能；能量耗散

2、函數(shù)；廣義干擾力。對于如圖所示的系統(tǒng)，其動能可以表示為： 而彈簧變形位能： 能量耗散函數(shù)： 根據(jù)拉格朗日方程得： 將汽車視為常系數(shù)線性動力學(xué)系統(tǒng)，應(yīng)用拉格朗日方程可得系統(tǒng)的矩陣方程： （1） 根據(jù)上式，得出系統(tǒng)的質(zhì)量矩陣，剛度矩陣和阻尼矩陣： 二.自由振動分析：可知自由振動方程為：+=選取某國產(chǎn)汽車的參數(shù)如下：=15950 = = 1000 =700 = = = = =14000 =10000 =2.5m =3.1m 初始位移=0 m , 初始速度=1（m/s）求固有頻率、固有振型矩陣：代入數(shù)據(jù)并用MATLAB計(jì)算可得固有頻率為：=6.4403 =11.2158 =44.9124 =68.32

3、04 固有振型矩陣：解耦MR= 1 -3.4434e-161.1275e-17-1.9088e-16 -3.4520e-16 1.0000 0 3.9440e-16 1.0842e-17 0 1.0000 3.8163e-17 -1.9088e-16 3.7011e-16 3.8597e-170.9999 KR= 19.6813 -4.1841e-15 1.8027e-14-2.1940e-13 3.0808e-15 41.6133 -1.4210e-143.5283e-13 8.8817e-16 0 2017.11845.4178e-14 -3.5813e-13 3.4072e-13 4.9

4、737e-142973.6629 CR= 0.0075 0.02377 0.1105 -0.3233 0.0237 0.7287 3.3086 0.0399 0.1105 3.3086 15.0231 0.0555 -0.32330.0399 0.0555 15.6366根據(jù)Runge-Kutta法將方程（2）轉(zhuǎn)化為方程（3）的形式 （2） （3）引入2N+1維狀態(tài)向量：則式（3）可寫成一階微分方程組 （4） 從而可用Runge-Kutta法求解汽車車身的俯仰振動、垂直振動、前懸架垂直振動、后懸架垂直振動，如圖所示。車身垂直方向振動曲線；車身俯仰振動曲線后懸架垂直振動曲線前懸架垂直振動曲線四.

5、頻率特性：對受激勵的車身運(yùn)動微分方程兩端進(jìn)行Fourier變換，得到基礎(chǔ)激勵下的系統(tǒng)的頻響函數(shù)矩陣：其中， ， ，用MATLAB做出各頻響函數(shù)曲線如下：圖 H(1,1)的幅頻響應(yīng)曲線圖 H(1,1)的相頻響應(yīng)曲線圖 H(2,1)的幅頻響應(yīng)曲線圖 H(2,1)的相頻響應(yīng)曲線4 強(qiáng)迫振動響應(yīng)假設(shè)系統(tǒng)的某一自由度受到一個簡諧力，則系統(tǒng)的受迫振動可表示為：其中F(t)是頻率為w的簡諧力。設(shè)前懸到頻率為100hz，幅值為200N的簡諧力。則系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)如圖：車身垂直方向振動曲線；車身俯仰振動曲線前懸架垂直振動曲線后懸架垂直振動曲線 由所得的結(jié)果可知系統(tǒng)在此激振力下的響應(yīng)比較小，可知懸架的穩(wěn)定性是比較好的。三.瞬態(tài)響應(yīng)分析：系統(tǒng)受到半正弦波激勵： （）取車速為（m/s） 波長 波高A=0.15m即 ( )根據(jù)Runge-Kutta法將方程（5）轉(zhuǎn)化為方程（6）的形式 （5） （6）引入2N+1維狀態(tài)向量則式（6）可寫成一階微分方程組 （7）從而可用Runge-Kutta法求解汽車車身的俯仰振動、垂直振動、前懸架垂直振動、后懸架垂直振動，如圖所示。車身垂直方向振動曲線；車身俯仰振動曲線后懸架垂直振動曲線前懸架垂直振動曲線參考文獻(xiàn)：1 胡海巖，孫久厚，陳懷海. 機(jī)械振動與沖擊. 北京：航空工業(yè)出版社.2.呂彭民，和麗梅，尤晉閨.基于舒適性和輪胎動載的車輛懸架參數(shù)優(yōu)化.中國公路學(xué)報.2007.1