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汽车驾驶室悬置系统振动仿真分析
周水清#D何天明#D邹伯宏!
5#(武汉理工大学汽车工程学院D湖北武汉A C**"*E!(空军驻湖北军事代表室D湖北武汉A C**!C;
摘要?用多体动力学软件0F07G建立具有!级5底盘与驾驶室;悬置的汽车振动模型D运用虚拟样机技术D在频域内通过路面功率谱对车轮激振的方式D模拟了汽车车身5驾驶室;的振动特性D获得了汽车在随机路面条件下的动态响应H
关键词?虚拟模型E驾驶室E路面谱E动态响应
中图法分类号?.A I C(J#文献标识码?0
K前言
汽车平顺性是评价汽车舒适性的重要性能D 它主要由汽车的悬架系统来保证汽车行驶过程中乘员具有一定舒适度H在研究中D一般将汽车看成是由轮胎L悬架L座椅等弹性元件L阻尼元件和悬挂质量L非悬挂质量构成的振动系统M#D!N H汽车行驶过程中的振动是因为随机路面不平度与发动机激励引起的D但发动机激励相对于路面激励是高频激励D笔者不考虑发动机激励影响D所以可将路面谱作为汽车振动系统的输入D座椅及地板的振动加速度功率谱作为振动系统的输出H对于汽车这样结构复杂的振动系统D运动时各个结构部件之间存在大量耦合D仅用基于几个集中质点的动力学模型不能完整地描述整个系统的动力学特性D因此需要运用多刚体系统动力学的理论对包含多构件的车辆整体进行建模H采用多体系统动力学方法能够有效地进行车辆悬置系统动力学仿真D并为车辆悬架控制系统的设计提供基本依据H 某商用汽车具有!级悬置D除底盘悬架外D驾驶室悬置构成第二级悬置H驾驶室悬置用来降低因地面不平度引起的车架振动对驾驶室造成的影响D 因此D研究驾驶室的舒适性必须综合考虑底盘悬架与驾驶室悬置系统H笔者采用多体动力学软件0F07G对整车建模并进行仿真分析D以随机路面功率谱对车轮激振的方式D模拟了汽车在O级路面条件下某一车速时车身的振动性能H从悬架传递特性的角度D在频域上分析了该汽车悬置系统的基本性能D并在此基础上提出了合理的优化设计建议H
P整车多体系统模型
建立整车多体动力学模型所需的参数均通过台架试验或通过三维设计软件计算得到D以保证建模精度H该车底盘悬架系统是主悬架D包括前钢板弹簧L前减振器L后减振器和后钢板弹簧H驾驶室悬置系统是安置在车架上的二级悬置D包括弹簧L减震器L橡胶块和稳定杆等H在建立整车模型时采用6G-坐标制D即以前轮轮心连线与汽车纵向对称面的交点为坐标原点D Q轴指向汽车行驶的正前方D R轴指向汽车的左侧D S轴垂直指向上方M C N H整车是由底盘L车轮L车轴L驾驶室和货箱等构件组成的整体D各构件通过特定约束联系起来D 驾驶室和底盘通过驾驶室悬置系统连接D车轮与车轴通过底盘悬架连结H整车虚拟模型如图#所示H应用0F07G软件进行仿真分析D首先要抽象出系统的动力学结构和物理特性D建立几何模型M A N H然后根据系统各零部件的运动规律确定其约束关系与部件之间的力元关系D施加约束副和驱动力D本模型中轮胎与地面之间用T U V W X Y Z力单元连接D向T U V W X Y Z力单元输入C个相互垂直方向的刚度L阻尼和扭转刚度L扭转阻尼D模拟在
收稿日期?!**A@#*@!*(
作者简介?周水清5#[""@;D男D江西资溪人D武汉理工大学汽车工程学院硕士研究生(万方数据