1、汽車(chē)平順性仿真模擬 姜波摘要：利用振動(dòng)理論，平順性研究方法及計(jì)算機(jī)技術(shù)建立了汽車(chē)三維7自由度車(chē)輛振動(dòng)模型，應(yīng)用Matlab開(kāi)發(fā)了相應(yīng)的車(chē)輛平順性模擬程序。通過(guò)實(shí)驗(yàn)和單因素分析法對(duì)所建立的車(chē)輛振動(dòng)模型的正確性及模擬計(jì)算機(jī)程序的有效性進(jìn)行了驗(yàn)證。結(jié)果表明，計(jì)算機(jī)對(duì)分析和預(yù)測(cè)車(chē)輛平順性是切實(shí)可行的。關(guān)鍵詞：車(chē)輛工程；平順性；模擬計(jì)算。引言隨著汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展，如何改善汽車(chē)行駛平順性，已經(jīng)成為設(shè)計(jì)者十分關(guān)注的問(wèn)題，汽車(chē)作為一個(gè)復(fù)雜的多自由度振動(dòng)系統(tǒng)，定量分析和評(píng)價(jià)平順性的關(guān)鍵在于建立理想的力學(xué)模型。因此，如何更好地建立汽車(chē)行駛平順性模型，已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)外學(xué)者研究汽車(chē)平順性的關(guān)鍵問(wèn)題。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和仿真技

2、術(shù)的發(fā)展，建立多自由度的仿真模型已經(jīng)成為可能，也為研究汽車(chē)行駛平順性提供了有效途徑。在國(guó)內(nèi)外汽車(chē)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日益激烈的今天，如何在汽車(chē)設(shè)計(jì)階段就能對(duì) 汽車(chē)平順性進(jìn)行準(zhǔn)確預(yù)測(cè)和評(píng)估，縮短設(shè)計(jì)周期，降低生產(chǎn)成本，已經(jīng)成為在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中取勝的關(guān)鍵。為此，對(duì)汽車(chē)行駛平順性進(jìn)行了仿真同時(shí)對(duì)結(jié)果進(jìn)行了分析。主要研究?jī)?nèi)容 本文通過(guò)建立整震動(dòng)的空間7自由度模型，對(duì)懸架進(jìn)行平順性仿真工作，具體可以分為以下幾個(gè)部分：1. 建立起空間七自由度的汽車(chē)振動(dòng)數(shù)學(xué)模型。2. 利用Matlab/Simulink對(duì)懸架進(jìn)行平順性仿真。3. 對(duì)論文的工作進(jìn)行總結(jié)。整車(chē)模型的建立及參數(shù) 七自由度線性整車(chē)模型如圖1.1所示。圖中各符號(hào)意義

3、如下：、懸掛質(zhì)量、懸掛質(zhì)量的側(cè)傾轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和俯仰轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；、非懸掛質(zhì)量（分別為前左、前右、后左、后右，下同）；、懸架剛度系數(shù)；、輪胎剛度；、阻尼器阻尼系數(shù)；、作用于懸架的控制力；、地面擾動(dòng)輸入；、非簧載質(zhì)量位移；、懸掛質(zhì)量與懸架連接處的位移；、懸掛質(zhì)量的垂直位移、側(cè)傾角、俯仰角；、懸掛質(zhì)量質(zhì)心至前后車(chē)軸的距離；、前后懸掛質(zhì)量質(zhì)心至左輪的距離。圖1.1 七自由度整車(chē)模型令地面擾動(dòng)輸入向量、車(chē)輪位置向量、懸掛質(zhì)量運(yùn)動(dòng)向量、懸架控制力向量、懸掛質(zhì)量與懸架的四個(gè)連接點(diǎn)處的位置向量、懸架動(dòng)撓度向量（ 、分別表示前左、前右、后左、后右懸架動(dòng)撓度），易知，。根據(jù)懸架的特點(diǎn)和幾何關(guān)系可以得出： （1）式中 根據(jù)

4、牛頓第二定律，系統(tǒng)總的運(yùn)動(dòng)方程可表示為： （2）式中，令則上述運(yùn)動(dòng)微分方程可以表示為： （3）式中，選取狀態(tài)向量 ，則式（3.5）的狀態(tài)空間形式為： （4）式中 ，本次設(shè)計(jì)把u都設(shè)為了0。仿真模型平順性試驗(yàn)結(jié)果然后就是其對(duì)應(yīng)的導(dǎo)數(shù)，然后就是xc的加速度，xt3的加速度。圖就是按這個(gè)順序先后排列的。結(jié)論 改變參數(shù)可以對(duì)懸架模型進(jìn)行基本分析，如懸架參數(shù)包括懸架剛度系數(shù)懸阻尼系數(shù)等對(duì)模型振動(dòng)的影響。隨著懸架彈性系數(shù)的增加，加速度值不是單調(diào)減小。隨著懸架阻尼系數(shù)的增加，加速度明顯下降。所以從提高舒適性的角度出發(fā)，增加阻尼系數(shù)能有效提高舒適性。通過(guò)車(chē)輛行駛速度和簧上質(zhì)量加速度響應(yīng)之間的關(guān)系的研究也可以得到，隨著行駛速度的增加，車(chē)輛的舒適性降低。這些研究為懸架的設(shè)計(jì)和參數(shù)的選擇提供了理論依據(jù)。最后，通過(guò)這次仿真模型的建立，不僅對(duì)改善汽車(chē)平順性有了更深的了解，同時(shí)也進(jìn)一步掌握matlab的應(yīng)用，提高了自身的科學(xué)文化素質(zhì)。參考文獻(xiàn)1.余志生 汽車(chē)?yán)碚?，北京：機(jī)械工業(yè)出版社。2.M米克奇 汽車(chē)動(dòng)力學(xué)，北京：人民交通出版社。3.孫建成 車(chē)輛行駛平順性的預(yù)測(cè)及研究，汽車(chē)研究與開(kāi)發(fā)。4.徐