基于半车模型振动仿真分析

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1、目录摘要11绪论11.1论文提出的背景11.2课题提出的目的和意义11.3本课题的主要类容22Matlab软件简介23道路路面不平度的描述33.1路面谱及其分类33.2空间频率与时间频率功率谱密度的关系53.3车辆路面不平输入的功率谱密度63.3.1前、后两车轮输入的功率谱密度与互谱密度64悬架系统汽车振动的影响74.1悬架刚度的影响74.2悬架的静挠度84.3非簧载质量84.4相对阻尼比85基于Matlab下半车模型振动仿真分析95.1汽车振动模型的建立原理及基本要求95.1.1建模的基本要求95.1.2仿真模型基本要求：95.1.3建模基本

2、原理105.2车辆振动模型简介105.2.1整车七自由度模型115.2.2双轴车四自由度模型115.2.3单轮二自由度模型125.2.4单轮单自由度模型125.3汽车四自由度动力模型的建立135.3.1四自由度半车模型自由振动方程135.3.2状态空间模型155.3.3随机路面模型的建立185.4半车模型振动仿真195.4.1仿真模型的建立195.5汽车振动影响因素分析215.5.1悬架阻尼系数的影响215.5.2悬架刚度系数的影响245.5.3轮胎刚度系数的影响266结论30致谢31参考文献32Abstract33基于半车模型振动仿真分析摘要

3、:随着人们生活水平的提高，人们对汽车环境舒适性、安全性性能的要求越来越高。振动对汽车来说是不可避免的，而振动又会影响舒适性和乘车安全性。汽车平顺性又是汽车各项性能中很重要的一个指标，直接影响着汽车的乘坐舒适性，因此对汽车平顺性的研究很有必要。本论文以数学仿真原理为基础，以某车为原型建立了半车四自由度模型，先介绍汽车振动、平顺性的一些基本知识，然后对作影响汽车平顺性的重要元件及参数做出具体分析，最后建立汽车四自由度模型，直接利用Matlab/Simulink软件可视化功能对此模型进行仿真分析，从而实现汽车平顺性在汽车系统仿真分析研究中简便、快捷。

4、关键词：汽车振动平顺性汽车四自由度模型Matlab/Simulink仿真分析1绪论1.1论文提出的背景汽车是一种十分便利的现代化交通工具，给人们的生产和生活提供了很大的方便和帮助，汽车逐渐普及，使汽车的技术快速发展，汽车造型零部件也在不断跟新，汽车的舒适性，安全性，经济性，动力性等等也得到了快速发展和改善。根据中国汽车工业协会统计的数据，2011年中国建成投产的汽车生产基地的产量达2000万辆，汽车工业已成为国民经济的重要支柱。汽车行驶平顺性是指汽车在一般车速行驶时避免振动和冲击保持乘员舒适度的能力，对于货车还包括保持货物在运输过程中完好性的能

5、力。在汽车行驶过程中，如果平顺性较差，驾驶员就会因强烈的振动而迫使降低汽车行驶速度，从而使汽车的平均速度和运输生产率下降。发动机不能再最佳转速运转又会使汽车的燃油经济性变差。振动产生的动载加速机件的磨损，由于动载产生的交变应力会造成机件的疲劳破坏，这些都严重影响汽车的使用寿命。汽车振动时，车轮相对于地面的跳动又会使接地性变差，使附着性能变坏，从而影响汽车的通过性和操纵稳定性，同时影响汽车的行驶安全性，随着人们对平顺性是要求越来越高，汽车平顺性研究的重要性日益凸显。1.2课题提出的目的和意义汽车除了保证其基本性能，即行驶性、转向性和制动性等之外，

6、目前正在大力研究安全性和舒适性。所以，对汽车的振动性能进行研究是十分有必要的，汽车的振动直接影响乘坐的舒适性和行驶的平顺性，舒适性是汽车最重要的使用性能之一，舒适性与车身的固有振动特性有关，所以对当今的人们越来越追求舒适的乘车环境来讲，对汽车的行驶平顺性进行研究是十分有必要的。32汽车行驶时，汽车系统的振动以及路面不平度会激起汽车的振动，使驾驶人员处于震动环境之中。振动影响了乘坐的舒适性、工作效率好和身心健康。如果长期处于不舒适的振动环境中，不但容易引起疲劳、心慌，而且还会引发各种心脏疾病；对于载货汽车来说，尤其是在中长途运输中，振动也会极大地

7、影响行车安全性。所以，改善汽车行驶平顺性也是提高主动安全性的一个重要方面。汽车在行驶过程中，强烈的振动产生的动载荷会冲击汽车的零部件，加速零部件的磨损，降低零部件的疲劳寿命。汽车的强烈振动还会使车轮跳离地面，影响汽车的动力性、制动性以及操纵稳定性。为了减小汽车振动，驾驶员必须放慢车速，使运输效率降低。汽车低速行驶又会导致燃油燃烧不充分，使燃油经济性变差，排放性能也变差。另外，随着我国经济的快速发展，高速公路和高等公路里程也在迅速增长，汽车运输业务因其无可比拟的灵活性成为了货物传递的首选。良好的平顺性能保证了汽车的振动在一个较好较舒适程度范围类，

8、使驾驶员在复杂的行驶和操纵条件下，具有良好的心理和生理状态，以及准确灵敏的反应，这对影响“人----车-----道路”系统的操纵稳定性，确保安全性行驶