三维虚拟路面的谐波重构

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1、万方数据FOcus技术聚焦摘要：为了解决给车辆动力学仿真及车辆部件疲劳分析时获取栽荷谱提供符合实际的路面输入，基于标准路面指数函数的空间频率谱，采用改进的谐波叠加法，在Madab软件中编制了B级路面的三维空间随机路面，编写了Adams中的路谱文件并与平直路面下车辆的动态性能进行了对比。结果表明，通过改进的谐波叠加法构建的三维虚拟路面其功率谱密度能与标准路面功率谱密度很好的吻合，说明创建的三维路面能很好的模拟实际路面，编制的Adams路面谱也可在车辆动力学仿真中得到很好的应用。因此，文章提供的三维路面重构法可为车辆动力学仿真提供符合实际的路面输入。关键词：谐波叠加法；

2、三维路面谱；功率谱；Adams三维路面Thme-dime嬲i佃alvinualRoad’sHarmoIlicReconstructionAbstract：Thepurposeoftllisp印eristoproviderealisticmadinputsforthevehicledynamicssimulationandtoobtaintheloadspectnmlforthefatigueanalysisofvehiclecomponents．Inthepaper，basedonthestandardroad’sexponentialfunctionofthesp

3、acefbquencyspectnlm，usinganimprovedh删onicsuperpositionmethodtopmgmmmtheclassBmad’smndomthI℃e—dimensionalmadinMATLAB，towritetheroad矗leinADAMSisdescribed，atthesametimecomparingthedynamicperfb硼anceofthevehicleunderthesⅡaightmadandthethree—dimensionalroadisalsoillustrated．Theresultsshowtha

4、ttheVirtualthree—dimensionalmadbuiltbyh蛐onicsuperpositionmethod，“spowerspectraldensitycangoodagreementwit}lt}Iestandroadfspowerspectraldensity，indicatethatthevirtualt}lree—dimensionalmadcansimulatetheactualroadweⅡ，Adamsroadspectnlmcanbeusedinvehicledynamicssimulation．Therefore，athree—d

5、imensionalroadreconstmctionmethoddescribedinthepapercanproviderealisticinputformadvehicledynamicssimulation．Keywords：Hamollics川婶r邯IsitioI-；Tl盯e争dilnensio的IroadspectrⅢIl；Powerspectrum；Adamstlllree-din她璐ionalroad近几年，随着计算机及相关技术的发展，虚拟样机技术已广泛应用于车辆动力学性能分析，而在虚拟样机中进行车辆动力学仿真所要解决的首要问题便是道路激励，路面输入

6、模型能否准确的反映实际研究的路面对分析准确性有着根本的影响，因此文章提出了一种三维路面重构方法。近年来，很多学者提出了不同的路面重构方法，文献【1】基于有理函数描述的标准路谱以白噪声滤波法建立了四轮输入激励的时域模型。文献[2—3]基于有理函数描述的路谱建立了三维路面不平度的AR模型，从而建立了三维路面模型。文献[4]基于指数函数描述的路谱用谐波叠加法重构了随机道路不平顺高程的时域模型。而文章提出的重构三维路面方法不仅可很好的模拟各种路面，且提出的编制Adams三维路谱的方法可广泛的应用于各种汽车动力学分析软件，为车辆动力学仿真提供了准确通用的路面构造方法。1谐波叠

7、加法原理通过选取合适的三角级数进行叠加可以逼近任意一个波形，根据长期对路面不平度的测量与统计，可知路面为稳态各态历经均值为0的Gaussian随机过程。因此对路面不平度的测量数据是一个随机过程，无法，基金项目：国家自然科学基金项目资助(11272220)，河北省20ll计划资助一24—万方数据得到具体表达式，但经过计算机处理可以得到其频率模型和方差等统计特性参数，这样就可以通过对其方差的离散构造一组谐波来对这一随机过程进行模拟。离散区间内，在保证其方差的条件下，随机的选取不同相位的谐波来对随机路面进行重构。由谐波叠加而得的随机路面不仅数学逻辑严谨，并且可以模拟任