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1、第34卷第4期公路交通科技Vol．34No．42017年4月JournalofHighwayandTransportationResearchandDevelopmentApr．2017doi:10．3969/j．issn．1002-0268．2017．04．018汽车空气悬架非线性混沌分析1,2333华艳秋,郭晓晓,张亮修,吴光强(1．上海工程技术大学高等职业技术学院,上海200437;2．上海市高级技工学校,上海200437;3．同济大学汽车学院,上海201804)摘要:针对汽车空气悬架复杂的非线性行为,研究空气悬架迟滞非线性动力学系统
2、的全局性态。采用基于实测数据建立的非线性空气弹簧以及非线性轮胎模型,分析汽车悬架中的非线性弹簧力和阻尼力,建立汽车二自由度垂向非线性系统动力学模型,对非线性悬架系统的混沌运动进行研究。在单频正弦路面激励情况下,仿真计算得到系统的响应,分析单频正弦激励下系统的分岔图、庞加莱映射、李雅普诺夫指数图。结果表明,汽车非线性空气悬架系统中存在混沌现象,在发生分岔现象时表现为叉形分岔,而且典型的倍周期分岔是系统从有序通往混沌的道路之一。关键词:汽车工程;空气悬架;混沌分析;非线性动力学;分岔中图分类号:U461．1文献标识码:A文章编号:1002-02
3、68(2017)04-0123-07ChaosAnalysisonNonlinearityofVehicleAirSuspension1,2333HUAYan-qiu,GUOXiao-xiao,ZHANGLiang-xiu,WUGuang-qiang(1.SchoolofAdvancedVocationalTechnology,ShanghaiUniversityofEngineeringScience,Shanghai200437,China;2.ShanghaiTechnicianSchool,Shanghai200437,China;
4、3.SchoolofAutomotiveStudies,TongjiUniversity,Shanghai201804,China)Abstract:Becauseofthecomplicatednonlinearbehaviorofautomobileairsuspension,theglobalnatureofhystereticnonlineardynamicsystemofairsuspensionsystemisstudied.Usingthenonlinearairspringandnonlineartiremodelbased
5、onmeasureddata,thenonlinearspringanddampingforcesofautomobilesuspensionareanalyzed.Theverticalnonlineardynamicmodeloftwodegreesoffreedomissetup,andthechaoticmotionofthenonlinearsuspensionsystemisstudied.Thesimulationisconductedundertheexcitationsofsinglefrequencysinusoidal
6、pavementandthesystemresponsesareobtained,inwhichthebifurcationdiagram,Poincarémapping,Lyapunovexponentdiagramareanalyzedrespectively.Theresultshowsthattherearechaoticphenomenaintheautomobilenonlinearairsuspensionsystem,whichappearaspitchforkbifurcation,andthetypicalperiodd
7、oublingbifurcationisoneofthewaysinwhichthesystemisfromordertochaos.Keywords:automotiveengineering;airsuspension;chaosanalysis;nonlineardynamics;bifurcation分突出,不容忽视。同时,悬架的各个子系统之间0引言相互作用,其隔振系统的输出状态更容易进入混沌近年来,非线性系统的混沌现象越来越受到人状态。因此有必要对非线性悬架的混沌运动进行研们的关注。汽车空气悬架具有复杂的非线性特性,究,为汽车的动
8、态设计和结构改进提供理论指导。其非线性因素在一定的载荷、激励和频域内表现十目前在非线性悬架建模、动态特性分析方面已收稿日期:2016-03-08基金项目:国家自然科学基金项目(5
