傅里叶逆变换模拟路面对车辆平顺性的影响

利用Matlab仿真生成各种等级随机路面激励对二自由度履带车辆模型所产生的振动响应,并进行平顺性影响的分析。其间,设计了基于离散傅里叶逆变换生成路面不平度的方法,并对仿真生成的B级和D级路面与标准功率谱进行了对比验证。构建了二自由度车辆模型,利用Simulink软件建立了系统仿真模型,在不同车速、不同路面等级输入下对履带车辆平顺性影响进行了分析。结果表明,路面变差和提高车速都将降低车辆的行驶平顺性。     

变速磁流变半主动悬架车辆与随机路面系统的模糊振动控制

建立半主动悬架车辆和随机路面系统模型,在采用磁流变减振器的基础上,应用模糊逻辑控制理论,进行车辆半主动悬架模糊控制器的设计,获得在模糊控制理论下可调阻尼力随时间变化的关系,应用simulink编制车路模型的仿真程序,研究在模糊控制算法下的匀变速行驶车辆路面系统平顺性问题。计算结果表明,与被动悬架的车辆相比,模糊控制的磁流变半主动悬架车辆可以改善行驶平顺性,同时还可减少车对路面的作用力,这对于车路系统是有利的,对于深入分析路面结构动力响应也具有重要的参考价值。     

基于小波变换的磁流变悬架模糊控制算法

运用小波变换的方法将汽车行驶时车身振动信号分解成若干频率成分,分解结果经模糊化处理后作为模糊控制器的输入,根据振动能量的频域分布和车辆悬架阻尼匹配原理制订模糊控制规则,实时调节磁流变阻尼器的阻尼力.实车道路试验表明,基于小波变换的模糊控制算法无论对车身振动还是车轴振动都取得了良好的抑制效果(共振峰值下降了5dB),并且比天棚阻尼控制更具优势.由于该算法只需要一个传感器测量车身加速度,不需要预测路面,是一种非常有应用前景的算法.     

基于混合田口遗传算法的磁流变半主动悬架模糊控制

针对磁流变悬架的非线性以及动力学模型的不确定性,提出一种基于混合田口遗传算法的磁流变半主动悬架整车模糊控制策略。首先建立了基于磁流变减振器的整车动力学模型,并将车辆的振动控制分解垂向振动、俯仰、侧倾三个基本任务设计模糊控制器,进而设计了隶属函数和模糊控制规则;接着引入混合田口遗传算法实现对模糊控制器的隶属函数和模糊控制规则同时优化;最后进行实车道路试验来验证控制策略的有效性。试验结果表明,基于混合田口遗传算法的模糊控制能够降低确定路面激励下车身加速度峰峰值,降低随机路面激励下的加速度均方根值,显著提高车辆的平顺性,其控制效果要优于优化前的模糊控制策略。     

液压减振器热动力学及其影响因素理论分析

对液压减振器在衰减悬架系统振动过程中的发热问题通过计算机仿真进行了初步的研究，对减振器发热及其影响因素进行了比较全面的分析，得到了一些重要的指导性结论，也为后续研究奠定了良好的基础。     

受路面随机激励作用车室低频耦合轰鸣声分析

为分析车室受路面随机激励作用产生的低频轰鸣声,采用白噪声过滤方法模拟路面随机激励,建立路面随机激励时域模型,根据拉格朗日原理建立整车七自由度振动动力学模型,利用Matlab建立受路面随机激励作用引起的悬架激励力仿真模型,并通过快速傅里叶变换得到悬架激励力幅频谱。利用Hypermesh建立车身结构有限元模型和空腔声场有限元模型,分别利用Nastran、Virtual.Lab计算车身结构模态和空腔声场模态,并采用模态叠加法计算声固耦合系统模态,最后施加悬架激励力载荷进行基于模态的耦合声学响应分析。分析结果表明:在频率20 Hz~50 Hz范围内,路面随机激励对车室低频耦合轰鸣声的贡献较大,以结构变形为主的耦合系统模态,受路面随机激励作用极易使车室空腔出现低频耦合轰鸣声。     

车内低频噪声与悬架特性参数的定量关系

基于车身乘坐室声振耦合的动态子结构修改方法，将汽车悬架系统视为附加于车身上的子结构（子系统），并结合悬架系统对路面不平度位移激励的振动传递效应，揭示出车内低频噪声的声压值与悬架系统刚度、阻尼、非悬挂质量以及轮胎径向刚度、径向阻尼问的直接定量关系。然后，通过算例及相应的实验验证了其正确性.     

重型汽车动力总成悬置NVH性能研究

以某重型汽车动力总成悬置系统为研究对象，从理论上分析动力总成悬置的隔振原理及设计的基本原则，通过仿真计算与实车试验相结合研究重型汽车常见的4点悬置与4+2点悬置布置型式对动力总成刚体模态频率分布、各阶模态解耦、悬置在各工况时的隔振效率及驾驶室内关键点振动的影响。结果表明：4点悬置布置型式在车辆行驶于良好路面时均表现出较好的性能，但当路面状况差时，为有效缓减路面冲击应该考虑采用4+2点悬置布置型式。     

汽车制动抖动机理及改善研究

为分析DTV和悬架衬套刚度对制动抖动的影响,通过整车道路试验研究了制动抖动时频特征,基于快速傅里叶变换对DTV数据进行了频次分析,利用多体动力学方法计算了悬架系统模态。研究表明：制动抖动整车道路试验的振动加速度频谱具有阶次特征;DTV数据频次分析的频域成分以一次和二次DTV为主,这与制动抖动能量集中在一阶和二阶频带的特征吻合,降低频次DTV幅值对控制制动抖动的振源激励有重要作用;前悬纵向模态是制动激励被放大的原因,前下控制臂后点衬套侧向刚度越高,模态特征值越高,制动抖动程度越轻,合理匹配悬架衬套刚度能有效改善制动抖动。     

越野车辆机动性研究

为研究越野车辆行驶在不平路段机动性问题,通过偏频试验识别车辆部分特征参数,测量试验车辆悬架位移,计算行驶路段路面不平度,监测驾驶员座椅Z加速度在不平试验路段时序信号,据人体疲劳特性计算人体吸入功率,并建立"人体-车身-车轮"三自由度振动模型;用傅里叶逆变换生成不平路段的时序信号作为仿真输入,利用Simulink仿真试验车辆驾驶员座椅Z向加速度在不平路段的时序信号;提出人体吸入功率为6 W时对应的车速作为评判越野车在不平路段的机动性能。     

Failure Analysis of Primary Suspension Spring of Rail Road Vehicle

WAG-9-type electric rail vehicle, of Indian Railways’ fleet used for goods train hauling and maintained at Ajani, Nagpur Electric Loco Shed of central railway, has a history of frequent failure of middle axle primary inner suspension spring. The study of failures revealed that this specific component fails at a very high rate. The failure investigation starts the experimental spectroscopy analysis to find chemical composition for different failed specimens of springs, and it is observed that all parameters are within the recommended range. Also the stiffness of primary middle axle and end axle suspension springs has been checked on spring testing machine to measure deflection of spring, and it is as per recommended values. Further static stress analysis is carried out using analytical and finite element analysis for various phases of operation of rail vehicle like straight track, curved track and also for tractive effort. The static stress analysis has not revealed the cause of failure, and hence the dynamic analysis is performed. For dynamic analysis, dynamic model of suspension system is considered and analyzed using analytical method, finite element method and using MATLAB Simulink model. The vibration response of actual suspension system is also measured using FFT analyzer. It has been seen that the frequency of excitation and the natural frequency of the system are very close to each other which has resulted into suspension vibration amplitude of 6–8 mm. Fatigue analysis is carried out using finite element method to investigate the effect of dynamic loading on the failures of suspension spring. This analysis revealed that the middle axle inner suspension spring has finite life and due to which spring failure occurs earlier.     

悬架中橡胶弹性元件隔振设计方法研究

本文利用考虑橡胶弹性元件的 1/ 4悬架单自由度模型研究了悬架中橡胶弹性元件的隔振设计方法。文章通过计算机仿真分析 ,深入讨论了橡胶弹性元件对悬架振动特性的影响 ,研究了橡胶弹性元件与悬架等效刚度、和等效阻尼的匹配设计方法。研究结论对于改善悬架系统的隔振特性和悬架橡胶元件的设计有一定的工程指导意义。     

随机路面激励下车辆垂向振动微分几何解耦控制

分析车辆悬挂与非悬挂质量动力学耦合机理,建立装备被动悬架的整车7自由度非线性模型,利用微分几何方法对该非线性模型受到随机路面激励时的垂向振动进行解耦分析。经过解耦的非线性系统成为独立的互不干扰的线性子系统,悬架簧上质量的振动不受路面激励的影响。进行解耦前后仿真对比分析,结果表明:解耦后的车身垂向加速度、车身俯仰角和侧倾角的振动幅值和频率大幅衰减,验证了解耦算法的有效性。     

一种含螺旋飞轮运动转换器的悬架的振动控制性能分析

为了提升被动悬架的道路振动响应特性,提出一种并联螺旋飞轮运动转换器的新型悬架系统。对螺旋飞轮运动转换器的动力学特性进行了分析,在传统机电比拟理论的基础上,采用自由电容元件来比拟封装螺旋飞轮的运动、转换和质量特性。采用机械网络综合的方法,建立并联运动转换器的车辆悬架状态空间模型,进行参数优化设计以分析悬架对道路振动激励的最优控制性能。对实例性能分析表明,所提出的新型悬架可以有效提升综合性能,为悬架的设计提供了新的思路。     

新型车载医疗救护隔振平台设计及仿真

车载医疗救护隔振平台是一种以车辆为载体的伤病员专用救护装备。为了最大程度地避免伤病员在运送中因车辆振动而造成的二次伤害,获得最佳减振效果,设计了一款新型车载医疗救护隔振平台,它具有大长宽比、多层串联的结构特点。为了获得该平台的关键隔振参数,建立了隔振平台的物理模型,并采用基于分析力学的拉格朗日法建立了平台的状态方程,应用MATLAB软件对在典型激励作用下的隔振参数进行了优化,得到了最优的平台减振弹簧刚度和阻尼。最后,为了研究该新型隔振平台在车辆运行过程中的减振效果,建立了基于被动悬架的隔振平台全系统动力学模型,并采用ADAMS软件仿真分析了在斜坡路面和正弦起伏路面两种典型激励下的隔振平台的输出响应。结果表明,该隔振平台能够极大地衰减来自地面的冲击和振动,尤其对于恶劣路况,其减振效果更佳。该隔振平台结构及参数设计符合工程实际,所采用的优化方法和全系统建模及仿真方法正确、有效。     

汽车主动悬架模糊自适应控制研究

在建立的整车主动悬架系统动力学模型基础上,利用自适应模糊控制方法,分别设计了前轮和后轮的主动悬架模糊自适应控制系统,将前轮的路面激励信号引入到后轮处主动悬架控制策略之中,使得主动悬架可以根据路面和车身姿态的变化而改变特性,以适应当前车辆运行工况的需求,分别进行了随机路面输入和正弦波凸起输入的仿真计算和分析,结果表明,相对于传统的被动悬架系统,模糊自适应控制主动悬架系统车辆的质心垂直加速度峰值和标准差分别下降了38.9%和36.5%;车辆以5m/s速度驶过正弦波凸起时,主动悬架的后轮处车身加速度峰值比被动系统减少了43.9%,有效提高了汽车的行驶平顺性。     

采用直线电机的馈能悬架控制系统设计与馈能分析

为了实现悬架的主动减振及能量回收,将直线电机作为汽车主动悬架的作动器。设计了基于整车的主动悬架控制系统,控制直线电机根据路面激励输出相应主动力,同时根据直线电机的不同模式对其能量进行管理控制。采用七自由度整车模型进行仿真,结果表明所设计的控制系统能有效的改善车辆的舒适性,并且当阻尼系数选择恰当的情况下能够进行能量回馈。     

车辆主动惯容式动力吸振悬架系统研究

为解决作动器惯质对主动悬架性能不利,被动惯容式动力吸振悬架减振频段较窄的问题,提出了车辆主动惯容式动力吸振悬架构型和车身加速度补偿控制策略。通过对系统动态阻抗特性的解析,表明该方法能大幅削减悬架的簧载共振峰。研究了系统参数对平顺性三项指标的影响关系,说明加速度补偿系数应在空间允许情况下择大为宜,其他参数应折衷选取。通过数值仿真,对比了该悬架与理想动力吸振悬架、被动惯容式动力吸振悬架、传统悬架和主动天棚阻尼悬架的效果,结果表明该悬架能有效改善舒适性,克服作动器惯质的不利影响,且车身加速度补偿控制策略的算法简单、计算量较小,有助于降低成本并提高控制的鲁棒性和实时性。     

Measurement and analysis of US truck vibration for leaf spring and air ride suspensions,and development of tests to simulate these conditions

There is a significant amount of goods that are transported using tractor trailers. Most high‐value products, such as electronics, highly perishable goods like fruits and vegetables and most retail consumer products, are shipped using trucks in North America. It is therefore important to measure and quantify the levels of vibration that occur inside this mode of transport as it pertains to damage. Vibration levels inside a tractor‐trailer are a function of the road surface, the speed of the vehicle, the type of suspension and the structure of the trailer. The purpose of this study was to determine the levels of vibration as a function of trailer suspension at normal operating speeds in commercially used truck equipment, over 16000km of road surfaces in North America. Copyright © 2006 John Wiley & Sons, Ltd.     

中下承式拱桥吊杆应力冲击系数不均匀性研究

为研究中下承式拱桥在公路车辆作用下的吊杆冲击系数不均匀性问题,提出基于车桥耦合振动的公路桥梁动力响应分析方法。首先,将车辆简化为4个自由度的整车模型,根据D’Alembert原理推导了车辆振动方程,将桥梁离散为有限元模型,根据车辆与桥梁接触点处位移与力的协调条件耦合二者的振动方程;然后,采用Newmark-β算法,基于MATLAB语言编制了公路桥梁车桥耦合振动计算程序VBAP;最后,以某钢管混凝土拱桥为例,利用该方法与程序分析结构阻尼、桥上路面粗糙度、车重及车速对吊杆应力冲击系数的影响。