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汽车驾驶室平顺性优化设计秦民（一汽技术中心）摘要：建立汽车驾驶室刚弹耦合模型，输入随机路面激励，研究汽车驾驶室底板的振动响应；通过虚拟样机计算结果与试验进行对比，验证了模型的正确性；以驾驶室悬置的弹簧刚度、减振器阻尼为影响因素，通过虚拟DOE正交试验分析方法进行优化设计，显著改善了驾驶室平顺性.关键词：驾驶室平顺性；优化设计；刚弹耦合中图分类号：TP391.4文献标志码：AResearch on Improving the Ride Comfort of Cab for TruckQIN MinF A W R&D CenterAbstract: The simulation was carried out which was used to describe the cab floor vibration response under road random profile inputs. Modes of the cab was acquired by Nastran software. The rigid-elastic coupling cab model and multi rigid body cab model were constructed and verified. The spring and damper of the cab suspension system were optimized to improve cab ride comfort by DOE analysis.Keywords: Ride Comfort; DOE analysis; Rigid-elastic Coupling0 引言驾驶室乘坐舒适性是汽车的一个重要性能指标，如何建立一个全面描述汽车动态特性的模型，是进行舒适性仿真研究的关键. 本文首先利用大型通用软件ADAMS/View建立了某重型卡车驾驶室多刚体仿真模型，并在此基础上利用Nastran软件计算的模态结果建立刚弹耦合的多体模型. 两种模型都进行了与试验数据的对比，证明了模型的正确性，并在此基础上以驾驶室前后悬置的刚度和阻尼为因素进行了虚拟DOE正交试验分析，找到了悬置刚度、阻尼的最优水平，使乘坐舒适性得到大幅度提高.1 ADAMS驾驶室多体仿真模型1.1 驾驶室模型的建立图1是驾驶室多刚体ADAMS模型，图2是驾驶室刚弹耦合ADAMS模型. 因为驾驶室扭杆处理成Beam梁形式，并且在模型中存在弹性体，因此整个刚弹耦合模型的自由度多达49个.利用多刚体模型融和柔性体建立的刚弹耦合多体模型整个系统的自由度有所增加，增加多少取决于在Nastran模态抽取中提取的模态多少，同时有限元网格的存在也占据大量内存. 乘坐舒适性研究主要集中在低频范围，在本文中Nastran进行模态分析时座椅、驾驶员等作为集中质量考虑，上限截至频率到20Hz，包含驾驶室弹性体模型的前两阶模态.图1 驾驶室多刚体模型图2 驾驶室刚弹耦合多体模型2 模型的验证2.1 激励数据的获得在ADAMS模型中以驾驶室四个悬置与车架连接处的信号作为激励，在振动试验中加速度信号是比较容易测量的，但是直接以加速度信号作为输入在积分过程中可能出现相位问题，致使整个系统的姿态与实际存在较大差异，因此本文首先利用Matlab软件编写程序将加速度信号处理成位移信号.2.2 模型验证本文模型验证用驾驶室四个悬置与车架连接处垂直加速度为验证信号. 将多刚体模型、刚弹耦合模型以及试验所得时域信号、功率谱密度及总加权加速度均方根值进行了对比，以前悬置为例，时域对比只取一段时间信号（如图3），功率谱密度对比如图4.图3显示计算的时域加速度信号与试验结果非常接近；从图4中可以看出：刚弹耦合模型的精度比较高，另外由于在Nastran中进行模态抽取中的上限截至频率为20Hz，从图中也可以看出，在20Hz以前刚弹耦合模型的计算结果与试验结果很接近，20Hz以后弹性体模型的精度接近于多刚体模型.图3 时域信号对比图 4 功率谱密度对比3 虚拟DOE 正交试验3.1 虚拟正交试验设计虚拟仿真是为了对设计提出指导性意见. 本文以前后悬置弹簧的刚度、阻尼作为因素（见表3），每个因素三个水平，通过虚拟DOE 试验技术，以驾驶室质心处垂直加速度为输出，计算得到相对于驾驶室乘坐舒适性的每个因素的最佳水平【4】. 为了考察交互作用（包括高阶交互作用）的影响，采用)3(1327L 正交表进行虚拟试验计算.表中：K 1为前弹簧刚度；K 2为后弹簧刚度；C 11/C 12是前减振器的压缩/拉伸阻尼；C 21/C 22是后减振器的压缩/拉伸阻尼；3.2 虚拟正交试验极差分析按照)3(1327L 进行27次仿真试验，考察各个因素的不同水平对垂直振动的影响. 表4给出27次仿真驾驶室底板垂直加权加速度均方根值结果.表 3 不同因素的水平值表 4 改进百分比 4 结 论1）驾驶室模型弹性化与否，对仿真结果有较大影响； 2）利用DOE 虚拟正交试验技术提供了驾驶室悬置刚度、阻尼的优化匹配手段；3）驾驶室悬置的前后刚度、阻尼之间的交互作用（包括高阶的交互作用）非常大，驾驶室悬置设计时必须考虑交互作用的影响.参考文献：[1] 马天飞，林逸等，轻型客车NVH 特性的刚弹耦合、声固耦合仿真研究，汽车工程，2005，27（1） [2] 仲昕，杨汝清，刚弹耦合建模在汽车转向轮摆振问题的应用，机械设计与研究，2000，16（4） [3] Mechanic Dynamic Incorporation, ADAMS/V iew User’s Guide, 1997[4] Gi-Ho Lee, Jong-Hoon Lim, and Gi-T ae Kim, Improving Ride Qudlity on the Cab Suspension of a Heavy Duty Truck, Sae 962151 [5] 邬惠乐，邱毓强，汽车拖拉机试验学，北京：机械工业出版社，1980。
重卡驾驶室员座椅振动舒适性测试与评估夏勇查国涛贺才春邹波株洲时代新材料科技股份有限公司 ［摘要］重卡驾驶员的振动舒适性不仅影响驾驶员健康，而且影响驾驶安全，在总结ＩＳＯ２６３１对车辆座椅振动测试和乘座舒适性评估方法的基础上，对某橡胶弹簧悬架系统和钢板弹簧悬架系统的重卡驾驶员座椅振动舒适性进行不同工况实车试验，试验结果表明橡胶弹簧悬架对重卡驾驶员座椅振动舒适性有一定改善。
［关键词］重卡；悬架；座椅；振动舒适性；评估Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ａｎｄ Ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ ｏｆ Ｒｉｄｅ ｃｏｍｆｏｒｔ ｆｏｒ Ｈｅａｖｙ－Ｄｕｔｙ ＴｒａｃｋＸｉａ ＹｏｎｇＺｈａ Ｇｕｏ－ｔａｏＨｅ Ｃａｉ－ｃｈｕｎＺＨＯＵＺＨＯＵ ＴＩＭＥ ＮＥＷ ＭＡＴＥＲＩＡＬ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＣＯ．，ＬＴＤ Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｅｘｐｏｓｕｒｅ ｏｆ ｈｅａｖｙ－ｄｕｔｙ ｔｒｕｃｋ ｄｒｉｖｅｒ ｈａｓ ｎｏｔ ｏｎｌｙ ｉｍｐａｃｔ ｏｎ ｄｒｉｖｅｒｓ＇ ｈｅａｌｔｈ ｂｕｔ ｔｈｅ ｓａｆｅｔｙ ｏｆ ｄｒｉｖｉｎｇ． Ｏｎ ｂａｓｉｓ ｏｆ ｓｕｍｍａｒｉｚｉｎｇ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｔａｎｄａｒｄ ＩＳＯ ２６３１ ｏｎ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ａｎｄ ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｏｆ ｈｕｍａｎ ｅｘｐｏｓｕｒｅ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ， ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓ ｗｅｒｅ ｃｏｎｄｕｃｔｅｄ ｆｏｒ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｅｘｐｏｓｕｒｅ ｆｏｒ ｔｗｏ ｋｉｎｄｓ ｏｆ ｈｅａｖｙ－ｄｕｔｙ ｔｒｕｃｋ， ｏｎｅ ｗｉｔｈ ｒｕｂｂｅｒ ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ， ｔｈｅ ｏｔｈｅｒ ｗｉｔｈ ｌｅａｆ ｓｐｒｉｎｇ ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ， ａｎｄ ｔｅｓｔ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｒｉｄｅ ｃｏｍｆｏｒｔ ｗａｓ ｃｅｒｔａｉｎ ｉｍｐｒｏｖｅｄ ｂｙ ｕｓｉｎｇ ｒｕｂｂｅｒ ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ．Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： Ｈｅａｖｙ－Ｄｕｔｙ Ｔｒｕｃｋ； ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ； ｒｉｄｅ； ｃｏｍｆｏｒｔ； ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ。
汽车驾驶舒适性评价平台的研制
金哲;成波;金晓萍;沈斌;Javier Alcazar
【期刊名称】《中国机械工程》
【年(卷),期】2009(020)017
【摘要】为满足汽车乘坐舒适性研究的需要,对实车进行了改装,开发了具有多个可调节自由度的汽车舒适性评价试验平台,设计并实现了可调节式踏板机构,提出了基于编码器绝对转数的座椅高度算法.实际测试结果表明,经实车改装的试验平台测试精度高、性能稳定、可调节参数及调节范围充裕、安全可靠,可为汽车乘坐舒适性研究提供可靠的测试依据和试验手段.
【总页数】6页(P2132-2137)
【作者】金哲;成波;金晓萍;沈斌;Javier Alcazar
【作者单位】中国铁道科学研究院机车车辆研究所,北京,100081;清华大学汽车安全与节能国家重点实验室,北京,100084;清华大学汽车安全与节能国家重点实验室,北京,100084;清华大学汽车安全与节能国家重点实验室,北京,100084;清华大学汽车安全与节能国家重点实验室,北京,100084;美国通用研发中心车辆开发研究实验室,Warren,Michigan,USA
【正文语种】中文
【中图分类】U270.2
【相关文献】
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4.基于AHP-TOPSIS的果园作业平台舒适性评价及优化 [J], 高喜银;王贺;宋强;白新瑀
5.基于AHP-TOPSIS的果园作业平台舒适性评价及优化 [J], 高喜银;王贺;宋强;白新瑀
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PP Production Proveout生产考证TTO Tool Try-Out工装设施试运转(J1) Job 1 整车投产DFMEA Design Failure Mode Effects Analysis故障模式影响剖析设计DVP Design Verification Plan设计考证计划DVP&R Design Verification Plan & Report设计考证计划和结果FMEA Failure Mode Effects Analysis故障模式影响剖析FPDS Ford Product Development System福特产品开发系统GYR Green-Yellow-Red绿-黄-红MRD Material Required Date物料要求到厂日OTT OK-TO-TOOL能够开模TKO Tooling-Kick-Off工装启动OEM original Equipment Manufacturer设施最先制造厂FtF/F2F Face To Face 当面会议PV Production Validation产品考证OTS Off-Tooling-Sample完好工装样件QOS Quality Operating System质量运作系统TS-16949 Technical Specification– 16949技术规范 -16949APQP Advanced Product Quality Planning先期产质量量计划IPD In Plant Date进厂日PPM Parts per Million (applied to defective Supplier parts)部件的百万分比率（合用于供应商不合格部件）PPAP Production Part Approval Process生产件同意程序Pre-PV Pre -Production Validation产品早先考证1PP- First Phase of Production Prove-Out第一次试生产3C ?Customer(顾客导向)、 Competition(竞争导向)、 Competence（专长导向）4S ? Sale, Sparepart零配件, Service, Survey信息反应5S ? 整理，整改，清理，洁净，修养8D- 8 DisciplineABS ? Anti-lock Braking SystemAIAG ? ?美国汽车结合会ANPQP Alliance New Product Quality ProcedureApportionment分派APQP ? Advanced Product Quality PlanBacklite Windshield ?后窗玻璃Benchmark Data ?样件资料bloodshot adj.充血的,有血丝的BMW ?Bavarian Motor WorksC.P.M ?Certified Purchasing manger ?认证采买经理人制度CB- Confirmation Build确认样车制造CC- Change CutOff设计改正冻结CC\SC- critical/significant characteristicCCR ?Concern & Countermeasure RequestCCT ?Cross Company TeamCharacteristics Matrix ?特征矩阵图COD ? Cash on Delivery货到付现?预支货款 (T/T in advance) CP1- Confirmation Prototype1st第一次确认样车CP2- Confirmation Prototype2nd第二次确认样车Cpk ? 过程能力指数Cpk=Zmin/3CPO ? Complementary Parts orderCraftsmanship ?雅致工艺Cross-functional teams跨功能小组CUV ?Car-Based Ultility VehicleD1：信息采集； 8DD2：成立 8D 小组；D3：拟订暂时的围堵行动举措，防止不良品流出；D4：定义和证明根来源因，防止再发；D5：依据基来源因拟订永远举措；D6：履行和确认永远举措；D7：预防再发，实行永远举措；D8：认同团队和个人的贡献。
高速列车平稳性与乘坐舒适度测试及评价卢旺达饭店观后感十七岁的单车观后感高速列车平稳性与乘坐舒适度测试及评价第36卷增刊12015年9月大连交通大学学报J OURNALOF DALI ANJ IAOTONGUNI VERSITYV01(36Supp(1Sep(2015文章编号:1673—9590( 2015) 增刊1(0066—03高速列车平稳性与乘坐舒适度测试及评价马思群1，王猛1，王晓杰2，王成强3，邓海3( 1(大连交通大学交通运输工程学院，辽宁大连116028;2(北京理X-大学，北京100081;3(中国北车集团长春轨道客车股份有限公司，吉林长春130000) 粜摘要:对列车的平稳性与乘坐舒适度评价指标进行描述，并对某新型高速列车进行动力学性能测试，基于试验测试数据，分别采用Sperl i ng平稳性指标和UIC513舒适度标准对高速列车的动力学性能进行分析，并对试验结果进行评价(关键词:高速列车;乘坐舒适度;平稳性文献标识码:AU 引舌随着我国高速铁路的发展，高速列车运营速度大幅提升，最大程度的保障乘客出行时的安全性和舒适性，时刻保障乘客出行的最基本权益是铁路工作的重中之重(为此，新型列车出厂之后要进行长期的平稳性跟踪监测，确保平稳性指标达到相关要求(舒适度是乘坐旅客列车的乘客对旅行品质的综合反映评价，狭义来说，舒适度是列车运行产生的振动( 包括横向、纵向和垂向三个方向的加速度) 对乘客的影响问题，即乘坐舒适度和平稳性|1。
(本文通过对新型高速列车出厂后进行平稳性监测，分别采用平稳性和舒适性指标对列车的动力学性能进行分析，为下一代动车组的优化设计提供试验依据(1计算方法与评价标准1(1平稳性标准Sperl i ng平稳性指标主要对车辆运行的横向和垂向振动加速度进行综合评价，此方法是通过大量的试验验舒适度评价12 J (其，如下所示:A、简化意义上的舒适度计算公式NuP=6~,(oxW(P9d 5) 2+( o中测量和计算方法有3种坍Wd 5)2+(口zWP9b 5) 2( 3)B、坐姿完整的舒适度计算公式( 即考虑座椅和地板位置的振动加速度)N? =4(o删Wb)2+2?(o黧5)2+(o删Wb)2+4(n脚Wc，)2( 4)c、标准站立姿势完整的舒适度计算公式N旧=3、,16(?xW尸5do)2+(口册Wd o)2+(ozIV_口5b o) 2+5(o筠，)2 ( 5)以上三个公式是一次5 mi n 测量振动加速度的采集信号进行处理分析(在这一时间段内，计算时是分为60个小段进行的(式中a为加速度值，x、y、z为加速度振动方向(米收稿日期:2015-04—12作者简介:马思群( 1969一) ，男，教授，博士，主要从事轨道车辆结构分析方面的研究E- mai l :251437650@qq(com(万方数据增刊1 马思群，等:高速列车平稳性与乘坐舒适度测试及评价672试验测试方案本次试验对象为某型高速动车组，主要用到光纤光栅加速度传感器、光纤传输线、光纤光栅解调仪、工控机，无线传输设备和保证电源长时间供应的不间断电源(其中，传感器选用为基于FBG技术的0S7100加速度传感器，金属密封设计，铠装光缆保护，使用标准螺纹结构连接于结构表面，组合成三轴结构;SMl 30光纤光栅解调仪，大功率、高存储率、多通道(其中光纤解调仪自配软件系统，可进行相关参数设置、存储设置等(试验用的其他设备如表1所示(表1设备名称及功能设备仪器功能uPs不间断电源为用电设备提供稳定不问断电力供应工控机工业控制计算机，起可移动计算机的作用路由器为计算机提供无线网络网络硬盘燃雾蒜署翻糙扼靴根据GB5599—85标准的详细规定’ 3j ，在车体地板上布置了3组传感器，每组传感器包括3个单向传感器和一个温度补偿传感器，3组传感器安装示意图如图l ，测定列车车体横向和垂向加速度以及纵向加速度(使用的光纤光栅加速度传感器安装在距1、2位心盘( 转向架正上方地板位置) 一侧l m的车体地板面上，且在车体中心位置也安装有加速度传感器(mm表2计算结果( 横向)由计算结果可知:一位端横向在速度250km,h以下时，平稳性指标为优秀，在300 km,h时，平稳性指标为良好，垂向在速度200 kndh以下时，平稳性指标为优秀，在250 km,h以上时，平稳性指标为良好;二位端在横向和垂向的各个速度等级的加速度方均根值均小于2(5，属于优秀级别;中间测点位置横向在速度200 km,h以下时，平稳性指标为优秀，超过250 km,h时，平稳性指标为良好，垂向在速度150 km,h以下时，平稳性指标为优秀，在200 km天地玄黄观后感有趣的汉字夸父逐日扩写好段摘抄大全卢旺达饭店观后感十七岁的单车观后感,h时，平稳性指标为良好(3(2舒适度等级基于UIC513标准的计算结果，如表4所示表4计算结果3一。
汽车平顺性检测实验姓名学号班级汽车平顺性检测一、实验目的1、学习与该实验有关的数字信号采集和处理的知识。
2、熟悉LMS测试和分析系统，达到能够独自进行汽车振动信号采集和分析的程度。
3、对汽车相应部位振动信号进行采集，并对信号进行处理。
4、做出个性化的实验报告，内容包括传感器的位置、悬架偏频的判定、阻尼比的计算，并对汽车的平顺性做出评价。
二、实验设备1、比利时LMS公司的振动、噪声测试仪器2、实验车辆为丰田雅力士，型号为NCP90L-AHPGKC;3、传感器三、实验条件1.实验在汽车空载下进行。
实验前称量汽车总质量及前、后轴的质量。
2、悬架弹性元件、减震器和缓冲块应符合技术条件规定。
根据需要可补充拆下减震器和拆下缓冲块的实验。
3、轮胎花纹完好。
轮胎气压符合技术条件规定的数值。
4、测量仪器的频率范围应能满足0.3~100HZ的要求。
5振动传感器应该装在前、后轴和其上方车身或车架相应的位置。
四、实验方法及原理由国家标准GB4783-84《汽车悬挂系统的固有频率和阻尼比的测定方法》中规定的滚下法进行测试。
滚下法：将汽车测试端的车轮，沿斜坡驶上凸块，在停车并挂空挡发动机熄火后，再将汽车从凸块上推下，滚下时应保证左右轮同时着地。
测试时，用记录仪纪录车身和车轴上自由衰减振动时间历程，每次记录应不少于3秒钟，保证衰减的曲线完整，共记录3到5次。
图表 1试验时，非测试端悬架一般不用卡死以限制其振动，汽车前后端振动相互联系比较强时，非测试端悬架要卡死以限制其振动，并在报告中注明。
数据处理方法：本次实验采取时间历程法：由记录得到车身和车轴上的自由衰减振动曲线，与时标比较或在信号处理机上读出时间间隔的值都可以得到车身部分的振动周期T 和车轮部分的振动周期T',然后在进行信号分析。
计算公式如下：T f /10= '1/1T f =车身部分 车轮部分由车身部分振动的半周期衰减率21/A A =τ,可按下式求出阻尼比：τπψ22ln 11+=传感器位置：四个传感器分别置于前后悬挂减震器的上端和下端，其中注意传感器的固定与方向应垂直向上。
