基于二自由度振動(dòng)模型的升高維修車油氣懸架等效線性化剛度阻尼的優(yōu)化, 本地 專業(yè) 升高維修車出租

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升高維修車出租  順德升高維修車出租公司, 順德升高維修車租賃   二自由度升高維修車懸架建模及分析, 基于二自由度懸架振動(dòng)系統(tǒng)推導(dǎo)建立動(dòng)力學(xué)方程，公式中：sM表示簧載質(zhì)量（車身），uM表示非簧載質(zhì)量（車輪），sK表示彈簧剛度，tK代表輪胎剛度，C表示減振器阻尼系數(shù)，suz和z分別表示車身和車輪的垂直位移，原點(diǎn)選在各自的平衡位置。 二自由度懸架振動(dòng)系統(tǒng)則無阻尼自由振動(dòng)時(shí)的運(yùn)動(dòng)方程.  對(duì)二自由度系統(tǒng)，分別考慮單獨(dú)一個(gè)質(zhì)量做自由振動(dòng)，可推出車身質(zhì)量偏頻和車輪質(zhì)量偏頻的表達(dá)式。 推導(dǎo)出系統(tǒng)主頻率方程,  解出系統(tǒng)主頻率的平方.

     在MATLAB中進(jìn)行數(shù)學(xué)建模，模型參數(shù)見表，計(jì)算得到：車身固有頻率為1.55Hz，車輪固有頻率為11.16Hz，雙質(zhì)量懸架系統(tǒng)主頻率（低頻）為1.29Hz，雙質(zhì)量懸架系統(tǒng)主頻率（高頻）為11.89Hz。 通過對(duì)上述公式進(jìn)行傅里葉變換可整理得到系統(tǒng)的傳遞特性，這里直接使用給出的結(jié)論對(duì)模型進(jìn)行分析，詳細(xì)推導(dǎo)過程參見文獻(xiàn)。車身位移2z對(duì)路面位移q的頻率響應(yīng)函數(shù)為12222z14q,  其中， 車身部分阻尼比， 其中/sMM為質(zhì)量比。在MATLAB中可以繪制出車身位移對(duì)路面位移傳遞函數(shù)的頻響特性， 幅頻特性曲線在車身固有頻率0f和車輪固有頻率tf附近有兩個(gè)共振峰，路面對(duì)系統(tǒng)的激勵(lì)在02tf時(shí)主要由懸架衰減，而在tff時(shí)由輪胎進(jìn)一步衰減。  繪制雙質(zhì)量系統(tǒng)傳遞函數(shù)伯德圖，計(jì)算得到的頻率性能指標(biāo)分別為：幅值穩(wěn)定裕度：Gm=23.9dB，穿越頻率：wg=58.6rad/s，相位角穩(wěn)定裕度：Pm=22.3，剪切頻率：wc=11.7rad/s，根據(jù)經(jīng)典控制理論可知，系統(tǒng)為穩(wěn)定系統(tǒng)。推導(dǎo)出汽車相對(duì)動(dòng)載對(duì)車輪速度的傳遞函數(shù).  繪制出車輪相對(duì)動(dòng)載荷對(duì)車輪速度的傳遞函數(shù)伯德圖,  繪制出懸架動(dòng)撓度對(duì)車輪速度的傳遞函數(shù)伯德圖. 上面求得的各個(gè)振動(dòng)響應(yīng)對(duì)q傳遞函數(shù)可用于對(duì)各個(gè)響應(yīng)量的均方值的求解之中，以車身加速度為例其均方值為.   考慮到礦車的實(shí)際使用條件，選擇仿真工況條件為D級(jí)路面，車速30km/h。通過MATLAB中編寫計(jì)算程序最終求得車身加速度均方根值為3.236m/s2，車輪相對(duì)動(dòng)載荷均方根值為0.41，懸架動(dòng)撓度均方根值為42mm。

      在ADAMS/Car中建立礦車前懸架多體動(dòng)力學(xué)模型，對(duì)懸架進(jìn)行雙輪同向激振，得到油氣彈簧輸出力和輪胎垂向力的仿真結(jié)果以及懸架杠桿比隨車輪跳動(dòng)行程的關(guān)系曲線，在懸架的跳動(dòng)行程內(nèi)其杠桿比始終處于1附近，故為了簡(jiǎn)化模型，提高仿真計(jì)算速度，可忽略運(yùn)動(dòng)行程中因?qū)驒C(jī)構(gòu)杠桿比變化帶來的非線性影響，假設(shè)懸架杠桿比始終為1，在ADAMS/VIEW中建立1/4升高維修車多體動(dòng)力學(xué)模型，模型中包括簧上質(zhì)量、活塞桿、活塞缸筒、車橋、輪胎和地面多個(gè)剛體，總共2個(gè)自由度。活塞桿和活塞缸筒之間的彈簧阻尼器代表單氣室油氣懸架提供的剛度和阻尼，輪胎與地面之間的彈簧代表輪胎提供的剛度，輪胎阻尼忽略不計(jì)。油氣懸架初始非線性剛度曲線和阻尼曲線。縱軸表示輸出彈性力，橫軸表示相對(duì)于平衡位置的彈簧變形量  縱軸表示油氣彈簧輸出阻尼力（單位：N），橫軸表示活塞與動(dòng)力缸之間的相對(duì)速度   油氣懸架非線性阻尼, 隨機(jī)路面文件的編制, 路面不平度模型通常把路面相對(duì)于基準(zhǔn)平面的高度沿道路走向長(zhǎng)度I的變化稱為不平度函數(shù)。在描述路面不平度的數(shù)學(xué)模型中，功率譜分析模型和時(shí)間序列分析模型被廣泛使用，路面功率譜密度采用下式進(jìn)行擬合：n表示空間頻率，即每米包含的波長(zhǎng)數(shù)；0n為空間參考頻率，10n0.1m；qGn表示空間參考頻率0n下的路面功率譜密度，可根據(jù)路面情況在國(guó)標(biāo)中選擇相關(guān)數(shù)值；w為頻率指數(shù)。常用的根據(jù)路面不平度頻域結(jié)構(gòu)生成路面模型的方法包括：諧波疊加法、濾波白噪聲法、離散隨機(jī)序列生成法、快速傅里葉反變換生成法等。相比于其他幾種方法，諧波疊加法簡(jiǎn)單直觀，數(shù)學(xué)基礎(chǔ)嚴(yán)密，普適性好，精度較高，可以滿足本文仿真精度要求，故本文采用諧波疊加法來構(gòu)造道路時(shí)域模型，把路面隨機(jī)激勵(lì)表示成一定相位的三角函數(shù)值之和，下面對(duì)這一方法進(jìn)行簡(jiǎn)要的理論說明：設(shè)在空間頻率12n內(nèi)的路面位移譜密度，由于把路面激勵(lì)視為平穩(wěn)的隨機(jī)過程，所以路面不平度26的方差可以表示為：對(duì)上述積分表達(dá)式進(jìn)行離散化處理，將12n,n細(xì)分分為n個(gè)區(qū)間，將每個(gè)細(xì)分小區(qū)間內(nèi)的積分值近似表達(dá)為該區(qū)間頻率寬度與中心頻率譜密度的乘積，則離散化后的路面不平度方差可近似表達(dá).  根據(jù)三角函數(shù)的性質(zhì)可知，在每個(gè)細(xì)分后的小區(qū)間內(nèi)，均存在一個(gè)頻率幅值為2的正弦函數(shù)，使該三角函數(shù)在對(duì)應(yīng)周期內(nèi)的積分與qmidiiGnn相等, 把各個(gè)小區(qū)間內(nèi)的正弦函數(shù)疊加即可得到隨機(jī)不平路面模型。