基于不同车速的特种车辆平顺性仿真研究.pdf

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1、第31卷第2期计算机仿真2014年2月文章编号：1006—9348(2014)02—0243—04基于不同车速的特种车辆平顺性仿真研究邵亚军，高钦和，程洪杰(第二炮兵工程大学，陕西西安710025)摘要：研究车辆平顺性设计问题，由于底盘实际结构存在悬架弹簧阻尼和刚度的非线性特征，提出建立了特种车辆悬挂系统的非线性振动模型。应用谐波叠加法建立了B级随机路面输入，以不同车速下的路面不平度曲线为激励，结合悬架弹簧的特征曲线，对特种车辆的行驶平顺性进行仿真分析，获取了不同车速下的车辆振动加速度曲线。参照车辆平顺性评价方法，得到特种车辆的平顺性评价结果，并采用曲线拟合的方式得出车速与平顺性之

2、间的近似函数关系，为特种车辆平顺性评价提供参考。关键词：振动模型；平顺性；曲线拟合；仿真中图分类号：TJ812文献标识码：BResearchonSimulationofRideComfortforSpecialVehicleatDifferentSpeedSHAOYa—jan，GAOQin—he，CHENGHong—jie(TheSecondArtilleryEngineeringUniversity，Xi’allShanxi710025，China)ABSll认CT：嗽ingaspecialvehicle釉studyobject，thenonlinearvibrationmode

3、lofthespecialvehiclechaSsiswassetup．Thenonlinearstiffnessanddampingofhydro—pneumaticspringweretakenintoaccount．EstablishingtheBclaSsroadandusingthecurveofroadroushnessatdifferentspeed，asimulationofridecomfortforspecialve-hicleWaSperformed，andthevibrationcurvewasobtained．Referringtotheevaluatio

4、nmethodofgeneralvehicle，theresultofthecomfortevaluationWasachieved．andanapproximatefunctionrelationbetweenspeedandridecomfortWasacquiredthroughpolynomialfitting，whichprovidesareferenceforcomfortevaluationofspecialvehicle．KEYWORDS：Vibrationmodel；Ridecomfort；Curvefitting；Simulation1引言评价车辆平顺性的主要因

5、素是悬挂，它将路面激励通过轮胎传递至整车，保证汽车平顺行驶。普通车辆的悬挂系统通常由定刚度的弹簧和定阻尼的减震器组成，车身质量的变化可能会导致振动频率范围增大，以致超出理想频率范围，显然不符合特种车辆安全性的要求。因此，特种车辆上通常采用非线性特征较为优越的变刚度油气弹簧悬架系统，较大限度的满足了特种车辆对行驶平顺性和操纵稳定性的要求。悬挂的振动源主要来自于车辆在行驶过程中的随机路面激励，根据国际标准化组织的《路面不平度表示方法草案》uJ，路面不平度是平稳的、各态历经的随机过程。其中，功率谱密度是路面不平度的重要表征悼，。对于车辆振动的输入，除了路面不平度，还应该考虑车速的影响。不

6、同的车收稿13期：2013—04—30速下，车辆的振动效果显然也不相同。本文以某特种车辆底盘的实际结构为依据，构建了特种车辆悬挂系统的非线性振动模型，采用谐波叠加法建立了路面不平度模型，以不同车速下的路面不平度曲线为激励，结合阻尼和刚度曲线，获得了不同车速下的车辆振动加速度曲线，实现了不同车速下特种车辆行驶平顺性的仿真分析。2悬架系统非线性振动模型的构建特种车辆弹性元件主要包括油气弹簧和轮胎两部分，轮胎具有定刚度特性，而油气弹簧的刚度却随着位移和时间的改变而改变。因此，在对车辆底盘进行动力学建模的时候，重点考虑了油气悬架的非线性特征。在建立特种车辆的振动模型时，根据车身结构和实际路

7、面环境，可将其简化为单质量系统的自由振动模型。对于特种车辆悬架中的油气弹簧，刚度系数K和阻尼系数c都具有随着弹簧的形变而变化的非线性特征，其简化结．．．——243．．．——构形式如图l所示㈨“。单向阀缸简阻尼孔图1单气室油气悬架结构简图1)阻尼系数的确定假定缸筒固定，活塞杆相对于缸筒上下运动，且振动过程油温恒定。油气弹簧在运动过程中的阻尼主要包括两部分，一为油液流过阻尼孔和流量阀时的阻尼，二为密封摩擦力产生的阻尼，前者为主要阻尼，考虑到悬架缸的实际振颤情况和良好的润滑