减振器阻尼比的确定.pdf

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1、20lO年第12期(总第233期)农业装备与车辆工程AGRICUIJ'URALEQUIPMENT＆VEHICI正ENGINEERINGNo．1220lO(Totally233)doi：10．39694i蚍．1673—3142．2010．12．008减振器阻尼比的确定顾信忠，张铁山(南京理工大学机械工程学院，江苏南京2l0094)摘要：基于2自由度悬架模型，研究减振器阻尼对平顺性的影响，进而确定阻尼比。根据系统的微分方程，用simulink建立了零均值白噪声路面速度谱输入的非线性悬架系统模型．进行重复多次仿真得出系统响应量的数值序列。计算到平顺性指标，绘制其等值线图，可以观测

2、压缩行程和复原行程阻尼对平顺性的影响，从而确定合适的阻尼。关键词：非线性悬架系统；SimuI．nk；平顺性；减振器中图分类号：U463．82；哪11．13文献标识码：A文章编号：1673—3142(2010)12枷28—04Dete珈mi腑t．onofD锄pingI己aHoofAutomoUveSh仳kAb∞rbe瑙．GUXiIl—zlloIlg，ZHANGTk-sh龃(Sch∞l“MechaIlicalEngin∞riIlg，Nanjingunive玛蚵0fscie∞eaIld1kh∞logy，Nanjing210094，China)Abs咖ct：11leillnue眦e

3、of8hockab恻_ber，sd锄piIlgm面明rideina2DOFmodeli8studied，formepurpID瞬offindillgouttIIebe8t把MvedallIpingc∞佑cien谊AccordingtotlIedi珏b弛而alecItlatio啮oftIIesystem，a∞Illine盯s璐pe璐ion8ystemmodelwitIl娜n地姐white∞i∞velocityillputi8builtwitllSimulink．The眦n尬fical阳8pon拈mtrix伪0ftllesygtema阳obtainedbympeat0f8inI

4、ul撕011．11lerideinde舶8amcalcu蛐舭dploned，ailnatsho访Ilgtheirdlu明ce0fd彻叩iIlgmtio鲫ride．，11l咖wec觚dete硼inedaIIlping珀ti∞e鹊ily．’磁嗲words：noIllinear射坞pemi∞system；SimIlliIIk；ride；shockabsorbe璃1引言减振器是悬架系统的重要部件．其参数选择的合理性直接影响汽车的行驶平顺性和稳定性。一些悬架设计的文献中仅给出阻尼选取的大致范围．设计过程中减振器参数的选取主要凭借设计人员的经验作大致的计算。获得压缩行程和复原行程的平均

5、阻尼比，然后按照一定比例(0．25—0．5)n]分别确定压缩行程和复原行程的阻尼比．往往取不到最佳的阻尼值。国内很多学者在这方面作了积极的研究。文献[2-4]是基于线性模型，分析了悬架阻尼对车身加速度、相对动载、动挠度等响应量的均方根值的影响。文献[5]将悬架简化成两个自由度的振动系统．采用改进的非高斯闭合法计算路面谱激励下车身振动加速度均方根值、车轮与路面间相对动载及悬架的穿越频率。在此基础上提出对汽车悬架非线性阻尼进行优化设计的方法。收稿日期：2010_lo-22作者简介：顾信忠(1980一)，男，硕士研究生，研究方向：机电液一体化。一28一为了兼顾乘坐舒适性和行驶安全

6、性。减振器在压缩和复原的过程中的阻尼系数并不相等．即减振器具有非线性阻尼特性．所以悬架系统是非线性系统，要得到其响应量解析解是相当困难的。本文基于Simulink建立了非线性阻尼特性的两自由度悬架模型，通过仿真得到系统响应的数值解，既可以减少以线性阻尼近似计算带来的误差．又避免文献[5]中复杂的公式计算。结合Matlab编写的程序进行多次重复仿真。可以观测压缩行程和复原行程的阻尼对平顺性的影响。2悬架系统的模型建立2．1系统运动方程本文采用常用的l／4车辆的2自由度模型，如图l所示。图1自由度悬架模型顾信忠等：减振器阻尼比的确定2010年12月根据牛顿第二定律可以得到系统微

7、分方程：J嘶舢(z殍1)托(三0t)=0⋯Imil^(z—I)_c(三一I)帆(印叼)=o其中m广—{E簧载质量；m厂簧载质量(车身质量；％——悬架刚度；I

8、}广一轮胎刚度；c——减振器阻尼系数。2．2路面输入模型的建立【6】为了对汽车进行时域仿真．需要建立路面激励的时域模型。由参考文献[5]知，车轮所受的路面激励可描述为：鱼笋抑唧(t)剐(t)(2)其中g(I)——路面激励；铲一由路面等级确定的常数，对于C级路面，a=0．1303m。1；埘(t)——白噪声．其协方差满足：尺，(r)=E[埘(t)埘(t)]=∞(t