装有平衡悬架的半挂汽车列车平顺性仿真与分析

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1、—————————————————————————————————装有平衡悬架的半挂汽车列车平顺性仿真与分析—————————————————————————————————SimulationandAnalysisofRideComfortoftheTractorSemi-trailerwiththeBalancedSuspension作者姓名：李雪领域（方向）：车辆工程指导教师：李杰教授类别：工程硕士答辩日期：2015年5月21日摘要装有平衡悬架的半挂汽车列车平顺性仿真与分析在中长途大宗货物运输中，相对于单车和全挂汽车列车，半挂汽车列车显现出不可替代的优势，在公路运输中作

2、用越来越大。半挂汽车列车，其结构与常规汽车存在很大差异，对其进行研究有实际意义。随着半挂汽车列车向大型化和高速化方向发展，半挂汽车列车平顺性表现差强人意，为满足驾驶员舒适性、汽车工作状况和货物完整性等要求，对半挂汽车列车平顺性研究显得尤为必要。半挂汽车列车平顺性仿真关键问题，是建立合适的半挂汽车列车振动模型和对路面不平度进行准确描述。目前，国内外半挂汽车列车振动模型建立方法以集中参数法为主，主要是因为其参数较少，而且仿真结果也与实际相符合。但是，半挂汽车列车振动模型，在描述半挂汽车列车结构特点方面还存在不完善的问题。针对合作企业需求，本文研究重点是建立装有平衡悬架的六轴半挂汽

3、车列车振动模型，研究路面不平度描述方法及其关系，对装有平衡悬架的六轴半挂汽车列车平顺性进行分析，引入灵敏度分析方法研究主要参数对装有平衡悬架的六轴半挂汽车列车平顺性的影响，为装有平衡悬架的六轴半挂汽车列车平顺性控制、改善和优化提供理论依据。本文的主要研究内容有（1）装有平衡悬架的六轴半挂汽车列车振动模型的建立结合企业的装有平衡悬架的六轴半挂汽车列车实际车型，综合考虑人体、驾驶室悬置、平衡悬架和鞍座作用，建立了装有平衡悬架的六轴半挂汽车列车的13自由度平面振动模型，将鞍座的弹性和阻尼特性通过由弹簧和阻尼器并联组成的弹性模型描述，推导了全部理论公式，为半挂汽车列车平顺性仿真奠定完

4、善的模型基础。（2）描述路面的Sayers模型和国际不平度指数IRI的深入研究路面不平度描述方法，有功率谱密度方法和国际平整度方法。路面不平度功率谱A密度方法，常见的有标准路面模型和Sayers路面模型。为找出更适合于半挂汽车列车平顺性仿真的路面不平度描述方法，研究了Sayers模型和标准路面模型的差别，建立了标准路面模型向Sayers模型转化的关系；研究了国际不平度指数IRI的定义和公式，推导了IRI标准车辆模型簧载质量和非簧载质量垂直位移差和速度差的频率响应函数，建立了国际不平度指数IRI的时间频率和空间频率两种表示，分析了国际不平度指数IRI和标准路面模型的关系。研究结

5、果表明，尽管Sayers模型是ADAMS提供的路面模型，但是其还是存在局限性；当将标准路面模型用于描述是路面不平度时，国际不平度指数IRI与其是等效的；标准路面模型，是更适合于半挂汽车列车平顺性仿真的路面不平度描述方法。（3）装有平衡悬架的六轴半挂汽车列车平顺性分析基于国家标准GB/T4970-2009，建立了装有平衡悬架的六轴半挂汽车列车路面脉冲激励平顺性仿真方法和路面随机激励平顺性仿真方法，推导了两种仿真方法的全部公式；通过仿真得到路面脉冲激励下不同车速的人体加速度曲线和人体加速度绝对值最大值，以及常用工况随机激励下常规和特殊振动响应量的功率谱密度曲线及其振动响应量均方根

6、值；引入灵敏度分析扰动法，针对装有平衡悬架的六轴半挂汽车列车的常规行驶工况、人体舒适性、牵引车工作状况和半挂车货物完整性的要求，确定了基于扰动法灵敏度分析方案，选取装有平衡悬架的六轴半挂汽车列车的弹性元件的刚度和减振元件的阻尼作为影响参数，获得了评价指标和灵敏度；鉴于灵敏度数值较小，不便于应用，提出了相对灵敏度的概念，找出了影响半挂汽车列车平顺性的主要参数，对参数影响进行了排序。研究结果表明，相对灵敏度能够很好用于分析参数对装有平衡悬架的六轴半挂汽车列车平顺性的影响，值得应用和推广。关键词：半挂汽车列车，平顺性，平衡悬架，Sayers模型，国际不平度指数，灵敏度BABSTRA

7、CTSimulationandAnalysisofRideComfortoftheTractorSemi-trailerwiththeBalancedSuspensionComparedwiththeconventionalvehicleandthefulltrailer,thetractorsemi-trailershowsirreplaceableadvantagesinlongdistancebulkcargotransportation.Inthehighwaytransportationthe