机械弹性车轮随机振动理论及数值分析.pdfVIP

第47卷 第7期 哈 尔 滨 工 业 大 学 学 报 Vo1．47 No．7 2015年7月 JOURNALOFHARBIN INSTITUTEOFTECHNOLOGY JuI．2015 doi：10．11918／j．issn．0367．6234．2015．07．007 机械弹性车轮随机振动理论与数值分析 赵又群，李小龙，张明杰，臧利国，李 波 (南京航空航天大学 能源与动力学院，210016南京) 摘 要：针对现有轮胎模型不再适用于机械弹性车轮的振动分析的问题，依据其结构特点和铰链组单向传力特性，提 出 弹性绳索简化模型，推导弹性绳索刚度表达式、总等效刚度表达式以及系统频响函数，建立完整的振动分析数学模型．基 于弹性绳索数学模型，进行c级随机不平路面输入激励下的随机振动分析，得到轮毂中心时域位移响应和频域功率谱密 度响应．有限元仿真试验结果表明：机械弹性车轮共振频率为 19—21Hz，验证了弹性绳索模型的正确性． 关键词：机械弹性车轮；弹性绳索；随机振动；功率谱密度 中图分类号：U461 文献标志码 ：A 文章编号：0367—6234(2015)07—0047—05 Theoreticalandnumericalanalysison therandom vibration of mechanicalelasticwheel ZHAOYouqun，LIXiaolong，ZHANGMingjie，ZANGLiguo，LIBo (CollegeofEnergyandPowerEngineering，NanjingUniversityofAeronauticsandAstronautics，210016Nanjing，China) Abstract：Asexistingtiremodelswerenolongerappropriateforvibrationanalysisofmechanical elasticwheel (MEW)，elasticropemodelwaspresentedbasedonMEW ’Sstructuralcharacteristicsanditshinges’feature thattransmitted forceby single—direction．Thesingleand totalstiffnessexpression and frequencyresponse functionofthemodelwerededucedanda completemathematicalmodelofMEW ofrvibration analysiswas established．Accordingto the modelvibration．calculation underC—levelrandom rough road inputwas conducted，andthecenterdisplacementresponseofwheelhub in time domain andpowerspectral density response in frequency domain were obtained．By comparing the finite elementsimulation results，the correctnessoftheelasticropemodelisverifiedanditindicatestheresonantfrequenciesare19Hz-21Hzthat providesareferenceofrtheoptimizationoftheMEW design． Keywords：mechanicalelasticwheel；elasticrope；random vibration；powerspectraldensity 轮胎力学特性直接影响汽车整车的操纵稳定 的理论模型不再适用于机械弹性车轮，而现有关 性和行驶平顺性等重要性能 ¨J．传统的橡胶充气 于机械弹性车轮的研究都是基于二力杆模型进行 轮胎力学模型主要分为理论模型和经验公式或半