汽车动力学-5ppt课件VIP

2020/6/10，第1，5章汽车悬架系统动力学，5.1手动悬架参数优化5.2主动悬架工作原理，2020/6/10，2，5.1振动系统运动微分方程，根据机器、汽车等实际结构简化为多自由度系统模型后，要研究振动问题，请建立系统的运动微分方程，2020/6/10。3，使用5 . 1 . 1 . 1牛顿定律，系统微分方程(1)，2自由系统质量为水平平滑平面上的往复直线运动，2020/6/10，使用4，5 . 1 . 1 . 1 . 1牛顿定律确定系统微分方程(2)，分离法m1，m2的任意瞬时位置(仅确定x1，x2的两个独立坐标)，系统具有两个自由度，2020/6/10，5，5.1.1.1使用牛顿定律建立系统微分方程式(3)。请注意，这是两组联立微分方程。第一个方程不仅有x1及其导数，还有x2及其导数，第二个方程也是如此。这种现象就是前面提到的“结合”现象。位移项目x1与x2接合时称为弹性接合(或静态接合)，加速度项目x1与x2接合时称为惯性力接合(或动态接合)。2020/6/10，6，将转换为矩阵形式，2020/6/10，利用7，5 . 1 . 1 . 1牛顿定律建立系统微分方程(4)，多自由度振动系统的微分方程就有了这种形式，如果能直接写这些矩阵中的每一个，建立系统方程就方便多了。系统微分方程的矩阵，例如质量矩阵对角对，是惯性力的结合，否则就是惯性力的结合。刚度矩阵通常是对称的，因此是弹性力耦合。阻尼矩阵通常也是对称的。2020/6/10，8，5.1.2 2自由度系统的自由振动，系统阻尼0，2自由度阻尼自由振动系统，2020/6/10，9，(1)自由振动微分方程，2020/6/10，10，(2)在固有频率、主模式和主振动、单自由度系统振动理论中，可以看到系统的非阻尼自由振动是简单的谐振。因此，在振动时，可以将两个质量设置为相同频率和相位角度的简单共振，方程的特殊解必须确定振幅A1和A2、相位角度、频率p。分别取一阶和二阶导数，振幅A1和A2的线性齐次代数方程，2020/6/10，11，自然频率，P1和p2仅与振动系统本身的物理特性相关，也称为系统的自然频率。较低的P1称为主要自然频率，这称为基本频率。高p2称为二次自然频率。可见的二自由度振动系统具有二次固有频率。n自由度系统的频率方程是p2的n次代数方程，n个没有阻尼的根必须是正实根，因此固有频率的数目等于系统的自由度。p2的一阶次方程式，称为频率方程式或特征方程式，其两个特征根为2020/6/10，12，主模式，振幅的大小由振动的初始条件确定，但是当系统根据固有频率振动时，振幅比仅由系统本身的物理特性确定，就像固有频率一样。振动过程中系统各点位移的相对比率可以由振幅比来确定。正如您所看到的，振幅比决定了系统的振动形式，因此称为主模式。与自然频率一样，主模式形状仅由系统本身的物理特性确定，而不考虑初始条件。主模式形状与自然频率密切相关，如果系统具有一些自然频率，则存在几个主模式形状。多自由度系统具有多个自然频率和相应的主模式形状。与P1对应的振幅比1称为主模式。与P2对应的振幅比2称为二次主模式。取代自然频率P1、p2、以取得P1和p2振幅A1和A2之间的两个确定比率。此比率称为振幅比，用1和2表示：2020/6/10，13，在二次主振动模式中，有这样一个点，这在整个振动过程的任何时刻总是保持不变的点称为“节点”。在二自由度系统的次主要模式中有节点，但在主要模式中没有节点。振动理论证明，多自由度系统的主模式角度越高，节点数越多，主模式形状通常有I-1节点。对于弹性体(无限多自由度系统)，节点不再是点，而是连接到连接线或面，这称为节点和节点面。模式形状图，节点有固定的振动系统，由于节点限制，振幅不易增大。节点数越多，其振幅就越难增加。相反，低阶的主模式造型具有较少的节点，因此容易发生振动。因此，在多自由度系统中，低频主振动比高频主振动更危险。2020/6/10，14，5.2被动悬架参数优化，1 .四分之一汽车作为分析模型；仅考虑垂直方向振动。不考虑非线性因素。认为轮胎不离开公路。2020/6/10，15，时间区域的系统动力学方程式，CSS转换，kt，CSS k2，16，车身位移和路面激励之间的传递函数，车身位移和车身干涉力的传递函数，2020/6/10，18，不考虑车身干涉力的影响，优化随机路面输入中的悬挂参数，即Fb(S)=0，2020/6/10，19，车身垂直加速度的平均平方值，随机路面输入可以用功率谱表示，表达式的R路面平整度系数v速度，车身垂直加速度的平方平均值，样式的相对衰减系数=/ 0，2020/6/10，20，悬架参数对车身垂直加速度平均平方值的影响，fs较大(弹簧较软)分钟选择；如果Ft较大(轮胎平滑)，min则是较大的选项，2020/6/10。21，悬架的动态挠曲和车轮动态负载，悬架的动态挠曲(x2-x1)，在使用条件固定的情况下，弹簧行程随阻尼增加单调减小，选取车轮移动Fd=Kt(x1-x0)和地面静态负载GC=(m) g。此方法确保a，v在特定时间点具有最佳阻尼值，车轮动态载荷的最小衰减率，2020/6/10，22，在选择手动悬架车辆的最佳值时，必须考虑以下两个因素，平顺性基准接近安全标准x2min，因此Fmin手动悬架的参数优化问题很接近，其刚度和阻尼不随频率调整，因此使用优化方法只能提高一定水平的性能。为了克服现有悬架的性能改善限制，出现了性能更好的主动悬架和半主动悬架。2020/6/10，23，5.3主动悬架的工作原理，主动悬架也可以称为“可调悬架”，主要是为了确保汽车行驶中的舒适性和安全性，可以通过各种反馈信息调整悬架刚度和阻尼值。主动悬架主要是能量反馈控制系统(计算机、传感器、信号处理器等)执行机构(力发生器)，2020/6/10，24，由主动悬架的数学模型组成，仅用四分之一车辆简化模型进行垂直振动分析。该模型与常规手动传统悬挂系统的不同之处在于，灵活的组件和减震器被执行器取代，执行器与动力源连接，获得能量(也称为主动悬架)，连接到反馈控制系统，反馈系统从自振动参数中获取信息，反馈系统通过控制单元的计算机处理，然后向执行机构发出命令，可以调整力F2以适应车身和轮轴，确保所需的舒适性和安全性。垂直和前向波动振动都需要车辆模型进行分析，并进行包括垂直、俯仰和滚动响应控制在内的研究。2020/6/10，25、主动悬架与被动悬架的比较，主动悬架提供能源和调节能源，而被动悬架只能通过变形来存储和释放能源。由于此功能，主动悬架也称为“主动悬架”主动悬架，它产生了许多变量函数的力，以适应外部的广泛干扰。主动悬架的优点是：能降低固有频率，不随切口变化，保证舒适。悬架的动态变形较小。对任何输入反应都很快。其缺点是结构复杂、成本高，但随着汽车技术的发展，这些问题必然会得到解决。，2020/6/10，26，主动悬架的分类，慢主动悬架通常与像液动弹簧一样的弹簧串联运行，与56Hz以下的减震器并行运行，实现有限带宽主动控制，高于此频率时，控制阀不再响应，恢复为被动悬架，因