Low frequency vibration control of railway vehicles based on ahigh static low dynamic stiffness dynamic vibration absorber

In order to control the low frequency vibration of railway vehicles, a vertical two degrees of freedom(2DOF) low frequency dynamic vibration absorber(DVA) based on acceleration is proposed. Parameters of the dynamic vibration absorber are put forth to control the low frequency vibration of car body bouncing and pitching. Next, the acceleration power spectrum density(PSD)and ride quality of the car body are calculated based on the pseudo excitation method(PEM) and covariance algorithm,respectively. According to the requirement of 2DOF low frequency DVA, the isolators with high static low dynamic stiffness(HSLDS) are designed. A high-speed train dynamic model containing HSLDS isolators is established to validate the effects on the car body vibration. The results reveal that the 2D low frequency DVA can significantly reduce the vibration of the car body bouncing and pitching. Thus, the ride quality of the vehicle is increased, and passenger comfort is improved.     

减小动载荷道路破坏的悬架参数研究

选用“95百分位四次幂和力”作为动载荷道路破坏的评价指标,通过一个二自由度四分之一汽车振动模型的仿真,得到了道路破坏与悬架刚度和阻尼参数之间的关系,并从振动的角度给予了解释。此外还分析了道路破坏与道路不平度及载重量之间的关系,为道路友好性悬架的设计提供了理论参考。     

汽车前悬架隔振性能的实验分析与神经网络辨识

给出了汽车隔振基本原理.采用汽车制动-悬架隔振效率实验台获取了实验汽车前悬架的振动曲线,对其计算了系统参数如一阶固有频率和阻尼比.以实测数据作为学习样本,对汽车前悬架的系统参数进行辨识.结果表明,利用神经网络可以更好的研究汽车前悬架的隔振效能.     

轨道不平顺与轮轨匹配对地铁车辆晃动的影响

为了综合分析轨道不平顺与轮轨匹配对地铁车辆晃动的影响机理,采用动力学试验与数值仿真相结合的方法展开研究.测试车辆晃动的横向振动加速度、轮轨廓形及轨道不平顺,掌握车辆晃动、不同轮轨匹配特征,分析轨道不平顺及轮轨匹配对车辆晃动的影响.结果表明：当地铁运行线路存在周期性轨道不平顺时,将严重影响车辆平稳性;不同轮轨型面匹配引起的转向架蛇行运动频率与轨道激励频率、车体滚摆模态频率的接近程度不同,是导致车辆平稳性存在差异的原因.及时处理轨道周期性不平顺,合理控制轮轨型面匹配的等效锥度能够有效改善地铁车辆的运行品质.     

有阻尼吸振器参数优化与应用

针对某一特定频率下的振动问题,优化有阻尼吸振器参数来对其进行吸振。先对悬臂梁进行模态分析,得到对振动贡献最大的频率并确定吸振器的安装位置;然后,应用单自由度质量感应法得到动力吸振器在主振动系统上安装位置点的等价质量和等价刚度,并由其组成一个等效的单自由度系统;建立吸振器的数学模型,并基于理论推导出具有单自由度的动力吸振器的解析解,得到吸振器的3个参数;以悬臂梁为例,应用Abaqus软件仿真附加吸振器前后测试点的振动响应。仿真结果显示,安装动力吸振器后,测试点的振动得到显著降低,证实了吸振器的有效性。     

路面激励下车辆悬架滞回模型的混沌研究

为了分析车辆悬架在实际路面激励下的振动状态,根据试验所得的磁流变减振器示功曲线,采用Matlab软件拟合修正的Bouc Wen模型,建立带滞回特性的非线性模型以及基于减振器试验数据的两自由度四分之一悬架模型.研究该半主动悬架的频率响应特性,通过相平面图、Poincaré截面图和分叉图分析半主动悬架在不同路面激励下的振动形式,研究随着路面变化或者悬架自身参数变化引起的振动形式的改变,揭示悬架系统在各种工况下发生的混沌行为,为地面车辆的动力学设计提供依据.     

基于十自由度车辆模型的汽车平顺性分析

通过建立十自由度车辆动力学模型,对汽车平顺性进行分析.运用振动理论分析了车辆的传递函数和振动特性,并通过讨论选择了车身质心加速度、悬架动挠度、车轮相对动载荷、车身俯仰角加速度等参量作为平顺性评价标准.通过Matlab/Simulink对车辆振动特性进行仿真,讨论了轮胎刚度和动力总成悬置刚度对平顺性的影响.结果表明,两者的增加均导致汽车平顺性变差.通过仿真实例可见,该动力学模型可利用设计初期的车辆参数对汽车平顺性进行预测和评估,从而减少样车开发成本.     

斜交梁桥频率间接识别效果的影响参数

采用过桥车辆振动响应识别桥梁自振特性的间接测量法能够避免传统动载试验测量桥频方法存在的操作复杂和成本高等缺点。根据车桥耦合振动理论和桥梁间接测量法基本原理,对实际工程中的某一斜交梁桥建立车辆与桥梁耦合振动的有限元模型,采用双轴半车模型模拟测量车辆,提取车辆匀速驶过桥梁时的车辆加速度时程响应,并利用峰值拾取法进行频谱分析,剔除已知的车辆相关频率识别出桥梁的前三阶自振频率,分析了6种不同车速、6种不同车重、8种不同桥梁斜交角度对桥梁频率识别效果的影响特点。结果表明,间接测量法能够有效地识别桥梁比较密集的频率,车速低于20 km/h时,能够较好地识别出斜交梁桥的前3阶频率,车速较高时无法识别桥梁的频率信息;相对较小的车桥质量比对桥梁频率识别有利;斜交梁桥不同的斜交角度基本不影响桥梁频率识别的精度;桥面粗糙时采用差值法仍能较好地识别。数值模拟表明,间接测量法对于不规则斜交梁桥频率仍有较好的识别效果。     

汽车后扭力梁结构的模态分析

为揭示某汽车后扭力梁在实际道路激励工况下容易出现振动疲劳的机制,需要对结构固有振动特性进行分析。为了得到后扭力梁结构更为准确的固有振动特性,对模态试验中的悬挂位置、激励位置和测点位置的布置方式进行重点分析,并结合结构的实际情况进行优化。采用优化后的最佳模态试验法识别后扭力梁结构在自由-自由工况下的模态参数,得到结构固有频率和振型特征。通过对比可知：后扭力梁结构前10阶自由模态频率吻合很好,误差控制在6%内。这表明采用优化后的模态试验方案能够更为准确地识别结构的模态频率,得到结构固有振动特性。     

车辆半主动悬架的仿真研究

提出了一种根据车速，路谱和载荷实时调节悬架参数的产主动悬架设计方案。将车辆模化为七自由度振动系统，采用频域法进行随机响应计算，仿真结果表明同传统的被动悬架相比这种半主动悬架可使车身振动显著减小，提高了平顺性和操纵稳定性。     

汽车底盘测功机试验数据分析与处理

在分析汽车底盘测功机运动方程的基础上 ,讨论了包括测功机损耗功率、测功机扭振、测功机当量惯量和汽车质量差异等对试验精度有重要影响的几个问题 ,提出了提高试验数据处理精度的方法和修正公式。     

空气悬架系统关键承载构件动载荷仿真及疲劳寿命计算

为研究某重型载货汽车空气悬架关键承载构件--平衡梁的疲劳寿命特性,首先在ADAMS环境下建立了试验场典型耐久性数字化路面,通过车辆在虚拟试验路面的仿真得到平衡梁薄弱位置在整车行驶状态下的动载荷,应用LMSTecWare软件对疲劳损伤进行了计算,并与实车实验结果进行了对比.结果表明,两者平衡梁薄弱位置疲劳累积损伤分布趋势...     

基于车-桥耦合振动的简支梁桥冲击效应

为了精确分析车辆对简支梁桥的冲击效应,基于模态综合法,建立了三维空间车-桥耦合振动模型.基于车-桥耦合振动模型的动力时程响应分析结果,并利用动力放大系数的概念,得到了车辆参数以及桥面不平整度、行车速度和车辆作用位置对冲击效应的影响规律.研究结果可以为我国桥梁设计规范中简支梁桥冲击系数的计算方法的改进提供理论依据.     

多传感器的车辆装载状态动态监测方法

为了研究车辆装载状态实时监测方法,建立了路面随机高程激励仿真模型,并将其作为二自由度四参数的1/4车辆振动模型的输入激励。在不同运行工况下用SIMULINK对悬架动态特性进行仿真分析,得到悬架动行程与动载荷具有全局线性关系。基于悬架动态特性分析结果,提出了一种多传感器的车辆装载状态动态监测方法。以解放赛龙Ⅱ重型载货汽车为试验车、MC9S12XEP100单片机为车载终端,设计开发了车辆载荷动态监测预警系统平台,并进行了标定试验。在A等级路面、不同车速的状态下,采用预设货物滑移的方法进行了道路试验。试验结果表明:该方法实现了车辆装载状态的实时监测,为车辆行驶过程中装载状态异常监测预警提供了一种新方法。     

基于某商务电动汽车操纵稳定性仿真分析的底盘布置优化

针对某项目研发的传统商务用车,为了满足研发后电动汽车的操纵稳定性要求,运用ADAMS/Car软件建立电动汽车整车虚拟样机仿真模型,建立钢板弹簧非独立后悬架模型是建模一大难点,在多体动力学模型的基础上研究电机总成和车用动力锂离子电池组等的分布对汽车操纵稳定性的影响,提出底盘布置优化方案,根据汽车行业评定标准进行评分,结果显示底盘优化后电动汽车的操纵稳定性试验各项指标均符合要求     

电动自行车主车架模态特性分析及灵敏度研究

为探讨电动自行车主车架的动态性能,对某全悬架电动自行车的主车架结构进行了弹性模态特性分析.应用ANSYA软件建立了主车架结构的有限元模型,分析了车架的模态频率和振型.结果表明有限元计算结果与实验测试结果相符.结合该车架的振动特性,应用模态灵敏度分析技术,研究了车架各部分结构的壁厚参数对电动自行车第一阶模态频率的影响关系,通过改变车架不同构件的壁厚可使车身具有较合理的动态特性.为电动自行车进一步的动力学分析提供了理论依据.     

Robust control for active suspension system under steering condition

To minimize the auto body's posture change caused by steering and uneven road, and improve the vehicle's riding comfort and handling stability, this paper presents an H∞ robust controller of the active suspension system, which considers the effects of different steering conditions on its dynamic performance. The vehicle's vibration in the yaw, roll, pitch and vertical direction and the suspension's dynamic deflection in the steering process are taken into account for the designed H∞ robust controller, and it introduces the frequency weight function to improve the riding comfort in the specific sensitive frequency bands to human body. The proposed robust controller is testified through simulation and steering wheel angle step test. The results show that the active suspension with the designed robust controller can enhance the anti-roll capability of the vehicle, inhibit the changes of the body, and improve the riding comfort of the vehicle under steering condition. The results of this study can provide certain theoretical basis for the research and application of active suspension system.     

动力吸振器在后桥振动控制中的应用

对某汽车后驱动桥总成进行了传动系台架试验,发现振动频率为165Hz附近存在异常振动区。通过有限元模态计算以及台架约束模态试验确定该频率为后桥一阶弯曲模态频率。针对此共振频率设计了一款最佳调谐的阻尼式动力吸振器,并进行虚拟样机模拟验证和样件实物台架试验效果验证。结果表明:该吸振器减振效果良好,因为实车约束一阶模态频率与台架约束一阶模态频率相近,且该吸振器有效频带较宽,故其在实车上也会具有良好的减振效果。     

重型商用车驾驶室空气悬置系统的匹配优化

采用虚拟样机技术建立了重型商用车驾驶室空气悬置多刚体动力学仿真模型,通过道路试验对仿真模型进行了验证,分析了其模态特性及乘坐舒适性。以驾驶室悬置元件刚度、阻尼为因子,运用正交试验技术对驾驶室悬置系统参数进行了匹配优化,结果表明,采用优化后的驾驶室空气悬置参数可使驾驶室的乘坐舒适性有一定程度的提高。     

动力吸振器在车辆振动控制中的应用

在探讨动力吸振器设计方法的基础上,设计了一阻尼式动力吸振器ＤＶＡ（ＤｙｎａｍｉｃＶｉｂｒａｔｉｏｎＡｂｓｏｒｂｅｒ）,并将其应用于某轻型客车的动力传动系统中。试验证明,该动力吸振器能有效地控制该车动力总成的弯曲振动。