人-机-路环境下摩托车刚柔耦合系统动力学研究

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1、第45卷第5期机械工程学报Vo1．45NO．52009年5月JOURNAL0FMECHANICALENGINEERINGMav2009DOI：10．3901／JME．2009．O5．225人一机一路环境下摩托车刚柔耦合系统动力学研究水朱才朝唐倩黄泽好2范群宋朝省(1．重庆大学机械传动国家重点实验室重庆400030；2．重庆工学院汽车学院重庆400050)摘要：目前摩托车系统动态特性研究一般采用多刚体动力学方法，没有考虑摩托车车架空间柔性体、人和路对摩托车动态特性的影响，致使其动态特性与实际存在较大的差别。把车架作为空间柔性体，考虑发动机和路面激励，建立了人一机一

2、路环境下摩托车系统刚柔耦合动力学模型，对其加速、制动、转向等工况下系统的动态特性进行了仿真和评价，试验验证了理论分析的正确性；对摩托车通过国家B级路面和凸台两种工况下系统的平顺特性进行了仿真和道路试验，研究结论对摩托车整车开发及动态性能优化有一定指导意义。关键词：摩托车刚柔耦合动力学人一机一路有限元法中图分类号：TB122DynamicStudyforDriver—-motorcycle··roadSystemwithRigid-flexibleCouplingZHUCaichaoTANGQianHUANGZehaoFANQunSONGChaosheng(1．T

3、heStateKeyLaboratoryofMechanicaltTransmission，ChongqingUniversity,Chongqing400030；2．AutomobileCollege，ChongqingInstituteofTechnology,Chongqing4OOO5O)Abstract：Currently，theresearchondynamiccharacteristicsofmotorcyclesystemusuallyadoptsmulti—rigid—bodydynamicmethodwithoutconsideringthe

4、influenceofflexibilityofmotorcycleflame，humanandroadonthedynamiccharacteristicsofmotorcycle，whichleadstothegreatdifferencebetweentheanalysisresultandthereality．Anewdynamicmodelofmotorcycleisestablishedbytakingintoaccounttheflexibilityofthemotorcycle抒ame．Dynamiccharacteristicsoftheest

5、ablishedsystemarestudiedthroughsimulatingthesystemunderdifferentdrivingconditionsincludingacceleration，braking，andturning，andsubjectedtotwotypesofroadexcitationsincludingtheStateGradeBroadandthebumper．Furthermore，thesimulationresultsarevalidatedthroughexperiments．Ithassignificanceint

6、hedesignanddevelopmentofmotorcycleandfurtheroptimizationofitsdynamiccharacteristics．Keywords：MotorcycleRigid—flexiblecouplingDynamicDriver-motorcycle—roadsystemFiniteelementmethod合力学模型，对整车的随机振动响应进行了分析，0前言但人体是作为集中质量加入的，没有考虑轮胎的非线性特性和人体姿态对摩托车动态能的影响。顾亮等[51分析了摩托车双轮同时落地的瞬态冲击响应，如何改善摩托车动态性能，

7、提高乘坐舒适性，是目前摩托车行业研究的热点内容之一。国内外学但没有考虑车架的变形。目前的研究局限于对摩托者采用结构有限元、试验模态、振动测试及多体系车关键零部件进行研究，不能全面反映摩托车的真统动力学等方法对摩托车动态特性进行了研究，取实特征；对摩托车多刚体系统动力学研究，没有考得了不少研究成果【JJ，程露敏l4J运用模态综合技虑摩托车车架空间柔性体、人和路对摩托车动态特术，建立摩托车车身10自由度整车“刚一弹”组性的影响，模型过于简化，不能很好地反映人一机一路环境下摩托车刚柔耦合动力学特性。因而把车+教育部新世纪优秀人才计划(NCET．05—0766)、长江学

8、者和创新团队架作为空间柔