基于复杂路面的某汽车悬挂系统的动态特性研究.pdf

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1、机械管理开发总第154期MECHANICALMANAGEMENTANDDEVELOPMENTTotalof1542016年第2期No．220l6设计理论与方法基于复杂路面的某汽车悬挂系统的动态特性研究曹引安(连云港北方变速器有限公司，江苏连云港222047)摘要：提出了考虑复杂路面的汽车悬挂系统的建模，通过迭伦贝尔原理得到了汽车悬挂系统的数学模型，并用MATLAB的Simulink工具箱建立了模型，分别对三种路况进行了仿真研究，并搭建了相应的实验台，通过实验验证，得出了不同路面状况下悬挂系统的动态响应，为汽车悬挂的设计提供依据。关键词：汽车悬挂；复杂路面；仿真；建模；动态特

2、性中图分类号：文献标识码：A文章编号：1003．773X(2016)02．001004DOI：10．16525／j．cnki．cn14．1134／th．2016．02．004引言理，建立了系统的数学模型。本文对主动悬挂系汽车悬挂系统是位于汽车的车桥和车架之间统进行了建模和仿真。连接装置，汽车的悬挂系统性能直接影响着汽车1基于复杂路面系统建模[6的安全性、稳定性和舒适性，因此研究汽车悬挂图1所示的是汽车悬挂的物理模型，其中：系统特性有着重要的意义。汽车悬挂系统按有无表示车身重量，k表示汽车悬挂弹簧的刚度，c表示外加能源供给，可分为主动悬挂系统和被动悬挂表示汽车悬挂的阻尼系数，

3、z表示车身的位移量，Y系统_】]。大多数车辆的仿真和建模没有考虑复表示路面距基准面的高度。杂的路面情况，建模更注重理论性。袁海涛等人以主动悬挂系统为研究对象，建立了基于1／4车辆动力学模型，并进行仿真，结论是采用最优控制方法的主动悬挂系统可以较好地改善车辆行驶的平顺性和乘坐舒适性j。文献[3]分析了汽车油气悬挂系统的结构形式与工作原理，并建立油气悬挂系统非线性数学模型，应用Matlab仿真得到在不同激励作用下油气悬挂系统的性能曲线。周长峰等人应用有限元方法建立了橡胶弹簧模型，基准面对其非线性刚度特性进行了仿真计算_4j。文献图1汽车悬挂系统的物理模型[5]分析了拖拉机液压悬

4、挂装置的组成及工作原弹簧力用F，表示，为非线性力(如下页图2所示)。阻尼力用表示，F的值如下页图3所示。收稿日期：2015—12-26．)I(f)是描述路面状况的的函数。根据达伦贝尔原基金项目：山西省自然科学基金资助项目理可得到系统的数学模型(2014011024—6)m．Tc—k(y—z)+f(一主)(1)作者简介：曹引安(1959一)，男，山西侯马人，2基于MATLAB仿真本科，高级工程师，研究方向：齿轮传动、汽车变1)Simulink模型。在MATLAB的Simulink工速器开发等。具箱中建立如图4的汽车悬挂系统的Simulink模型。曹引安：基于复杂路面的某汽车悬

5、挂系统的动态特性研究2016年第2期·11·600040002O00Z0．2000-4000／．6000．0．4．0．3．0．2．0．100．10．20．30．4位移差(．v-x)／m图2非线性弹簧力图5正弦输入信号(一0．5)4o00●_●●2000／0／E，x．簿52515051n52n5．2000Z-4000一韭-6000．8000⋯⋯．10000⋯⋯⋯．lji⋯⋯⋯⋯-iⅢ一⋯：卜jLi⋯⋯⋯卜jl～⋯卜；i⋯¨⋯⋯卜；l⋯⋯±．卜：ji⋯』l一＼⋯：十ji一⋯～．—12000／●●J-一’4o001012345678910时间如V=dy／dt-dxldt／(m‘s

6、。’、图6正弦输入信号下的悬挂系统的响应(叫一0．5)图3非线性阻尼力图4汽车悬挂系统的Simulink模型2)不同路面情况下的仿真。输入信号为正弦信号时，该信号代表了比较平缓的坡路，汽车悬挂系统的响应如图6所示，其图7正弦输入信号(CO一2)响应与输入信号的趋势基本一致，只是悬挂系统簧积蓄的势能在第二个波峰释放出，随后又由于的响应幅度要略大些。租你的作用使得波峰逐渐减小。改变输入信号的频率。当输人信号(见下页当输入信号突变时(见下页图9)，模拟了路况图7)频率提高到图5所示信号的4倍时，模拟了极差的山路，汽车悬挂系统的响应如下页图1O所连续颠簸的路段，汽车悬挂系统的响应如

7、下页图8示，其响应与信号趋势发生了明显的改变，车身很快所示，其响应与输入信号的趋势发生改变，只是悬颠起其幅值大大超过了输入信号的幅值，但很快幅值挂系统的响应幅度的第一个波峰要略小些。第二就降下来，下降幅度也超越了0轴，随后缓缓恢复到个波峰达到最大值，随后波峰逐渐减小。说明弹平衡位置。说明山路对汽车的悬挂系统影响较大。机械管理开发jxglkfbjlb@126．corn第31卷E馋11-1传盛器安装图11．2采集系统图8正弦输入信号下的悬挂系统的响应(∞一2)11．3采集系统框图E玉∈山／罂n图11买验系统地0加0侣0