第四章 悬架性能匹配计算.pptVIP

* 垂直振动加速度功率谱密度 * 侧倾加速度功率谱密度 * 整车模型小结 车体垂直振动的固有频率为1.01Hz，俯仰振动固有频率为1.27Hz，侧倾振动固有频率为1.54Hz，在加速度功率谱图可以清楚看到 侧倾振动的固有频率由轮距、车速和左右车辙的相关性决定 * 三个模型悬架性能参数 均方根值对比 * 结论 ?模型与整车7自由度模型的结果比较接近，由此可知在基本的悬架设计和性能匹配中采用?轿车模型完全可以 悬架性能的参数变化趋势不一致性。在悬架性能匹配设计中要综合考虑各个因素的影响 计算模型的选取具有针对性，如要考虑人体的振动情况，就该在7自由度模型基础上再加一个座椅形成8自由度模型；为了考核发动机等动力传动总成的影响，还可以将这部分质量从车体独立出来，构成9自由度模型 * 主战坦克悬挂性能计算分析 基本假设 行驶过程中路面是刚体，不平度不产生变化。并且车辆两侧车轮通过的路面情况相同。也就是振动能量的产生与消耗只限于车辆上，路面对振动能量没有受授。 不计履带的影响。上节的分析可以看出，履带预张力有加大车体振动趋势；但履带引起的振动“牵连”，会减小角振动固有频率，并对车体振动产生阻尼作用。不计履带的影响，综合结果会使分析结论稍稍偏大，从安全考虑，并无不妥，且可大大简化分析过程。 认为车体对质心的纵轴左右对称。车体的侧摆振动小，而且很快熄灭，因而不计车体的侧摆振动。 由于车上的悬挂弹性元件、减振器和负重轮一般都有相同的规格和性能，因此认为： 车上各轮悬挂的弹性特性相同，并且都具有线性特性，各轮的悬挂刚度相同 。 装有减振器的各轮，阻尼特性相同，并且都是粘性阻尼，各轮悬挂阻尼系数相同 。 负重轮轮胎的弹性特性相同，其结构阻尼亦相同，轮胎的弹性具有线性特性，各轮胎的刚度相同，，结构阻尼系数亦相同 ，因而有相同的复刚度。 * 主战坦克半车模型 * 建立车辆行驶时的动力学方程 拉格朗日方程 系统的动能T为 系统的势能V为 系统的瑞利耗散函数F为 * 为 * 矩阵形式的微分方程 * * * * * * 第四章 悬架性能匹配计算 北京理工大学振动与噪声控制实验室 * 轿车悬架性能匹配计算模型 ?轿车动力学模型 双轴汽车动力学平面模型 整车7自由度动力学模型 描述轿车悬架性能的模型很多，这里简要介绍最常用的动力学线性模型 * ?轿车动力学模型 以一个计算实例介绍 图中，xb，xw， xr分别为车体、车轮垂直振动位移和地面激励 福特产Granada轿车1/4模型如右图示，参数如下1/4车体质量Mb=317.5kg，车轮质量Mw=45.4kg,轮胎刚度kt=192000N/m,悬架刚度ks=22000N/m，悬架阻尼系数C＝1520Ns/m。现假定车辆以30km/h的速度行驶在c级路面上行驶。 * ?轿车动力学模型的基本假设 悬架质量分配系数 ，前后悬架系统的垂直振动独立 忽略轮胎的阻尼影响 不计车体俯仰，侧倾等 事实上，在轿车悬架系统初始参数设计时，通常将整个悬架系统简化为?轿车动力学模型(即线性二自由度系统)进行参数初选 * 建立系统动力学模型 根据牛顿第二定律，在车体静平衡位置建系，竖直向上为正，列写系统方程： （**） 由于系统的输入（路面激励）为一个零均值的随机信号，根据线性系统的性质，其输出必定也是一个零均值的随机过程。因此，对系统的描述采用其统计指标，即均方（根）值。 * 模型分析 对(**)式两边取Fourier变换，整理可得： 其中，Xb，Xw，Xr分别是xb，xw， xr经过Fourier变换的像函数 为使后续计算表示变的简单，引入参变量A1,A2,A3 * 模型分析 由此可得xb～xw， xw～ xr的传递函数为： 对以上两式取模，可得其幅频特性： 令 得 其中， * 模型分析 上式中引入变量如下，并代入已知数据 质量比 刚度比 阻尼比 这样Xb～Xr的幅频特性为： * 模型分析－评价指标的计算 车体加速度均方值 以加速度均方值为例，其余指标计算与之类似 其中： 代入已知数据(路面，车速等)，采用数值积分的方式可得 * 模型分析－评价指标的计算 悬架动行程和车轮相对动载均方值的计算与上式类似，不再赘述，关键是找到所求变量与路面速度的传递关系，利用路面速度谱是白噪声这一特性，积分即可求得。 下面讨论系统固有频率和阻尼比对悬架信能的影响，本例中可以很容易的求得系统固有频率为1.32Hz，阻尼比为0.28 * 悬架动行程功率谱密度 * 车体垂直振动加速度功率谱密度 * 车轮动载功率谱密度 * 不同阻尼比，不同固有频率下 悬架动行程均方根值变化曲线 可以看出，相同固有频率下，阻尼比越大，悬架动行程越