路面随机激励下的汽车振动仿真

1、编号毕业设计问题路面随机激励下的汽车振动仿真目录摘要，摘要，摘要，摘要，摘要。abstract，abstract，abstract，abstract，abstract1绪论，绪论，绪论，绪论。1.1振动的危害11.2振动研究的问题1.3研究机械振动的基本方法1.4汽车振动问题31.5振动解析有限要素方法31.6 Simulink的介绍2路面随机激励模型52.1基本概念52.2路面随机激励时域模型52.3基于白噪声法的路面数学模型的构筑基于2.4MATLAB/Simulink的模拟73整车4自由度模型的构筑93.1汽车振动模型93.2系统运动微分方程式的构筑11建立matlab/simulink

2、模拟模型134.1构筑动态系统模型的要素134.2动态系统建模的概要4.3构筑汽车振动系统的模拟模型。5振动模拟分析155.1 simulink动态系统模拟过程155.2选择汽车模型参数165.3模拟分析165.4研究悬架刚性的影响196结论25谢谢，谢谢，谢谢，谢谢。参考文献，参考文献，参考文献，参考文献摘要在当今社会，汽车在人们的日常生活中扮演着越来越重要的角色，人们对汽车提出了越来越高的要求。 进入新世纪以来，汽车技术取得了很大的发展，汽车各方面的性能也取得了很大的进步。 汽车研究越来越全面，汽车振动研究已成为汽车研究的重要课题之一。 但是，汽车是一种包含惯性、弹性、阻尼等动力学特征的非

3、线性系统，部件多、受力复杂，且构成汽车的各子系统之间存在相互耦合作用，汽车的动态特性非常复杂。 为了真实地描绘汽车的动态特性，必须考虑尽可能多的零件运动来获得正确的数学模型，复杂的模型给解决带来了很大的困难，结果也无法得到。 因此，本文以整车4自由度为对象，通过仿真技术的运用，利用路面随机激励研究汽车的振动特性，研究结果可为汽车平滑性研究提供参考。关键词：汽车、振动、路面随机激励、仿真技术Abstract2222222222222222652 peopleinautomobileisalsoputputforwardhigherrequirements.sinceenteringthenewc

4、entury theautomobilet eat development theperformanceforautomobileshavalsmadegreatprogress.peopleinautomobilesresearchmorecomprehensive reatefortheauto eooftheimporttionaticsinautomotiveresearch.however elasticity，damping，dynamiccharacteristicofthenonlinearsystem，parts，co couplingeffectsexistbetweene

5、achsubsystemandvehicle thedynamiccarticsisofthevehiclesverycomples.dynamiccartisstorealdepicttscar untas太多了，模型isotcomplemetocompletosolvhasbroughtes，or even no results.therefore based on the4degreesoffreedomvehicleastheobj throughtheuseofsimulationtechnology，tostudythebbricationchilecratisofvehicleu

6、nderexcitationofrandomroadsurface，thesullscollukey words :自动、vibrancy、road random excitation、simulation技术1绪言1.1振动的危害在自然界中，振动现象是不可避免的。 汽车在崎岖的道路上行驶时引起的振动等，汽车在驾驶中振动也是不可避免的。 汽车长期处于这种振动环境下，驾驶员多患腰椎疲劳、胃下垂等职业病。振动会产生噪音，污染环境，影响人们的正常工作和休息。 纺织机械发出的巨大噪音大幅度增加了纺织工人耳聋、耳背的比例。 在施工现场，施工机械作业引起的振动噪音，如钻头、打桩机、混凝土振子等噪音破坏了人

7、们的生活环境，当噪音达到一定的分贝值时，就会对人们的正常工作和休息产生很大的影响。我不想在大多数机械、机械结构和动态系统中发生振动。 振动会降低机床的精度，产生误动作，影响机械的性能。振动会降低机器的正确性和寿命。振动会给机械、结构带来疲劳破坏，影响寿命的振动也会产生噪音，增加能量损失。正因为振动有这么多危害，才需要研究振动规律，减少振动带来的危害。 关于汽车振动的研究在汽车技术研究中也占有重要地位。1.2振动研究的问题为了理解振动的危害，减少和消除振动带来的危害，人们需要研究振动问题，掌握振动机制，利用振动规律给人类带来幸福。 需要研究的振动问题有以下几点(1)振动隔离：探讨振动源不能完全消

8、除时，如何减小振动对结构的影响。 例如汽车悬架的设计是为了减小汽车在不平整地面上行驶时传递到车身的振动。(2)在线控制：利用振动信号监视设备的运行情况，诊断故障。 例如，发动机故障的振动监视和诊断。(3)工具开发：利用振动原理，研究开发新的振动源和振动工具。 例如地下钻头利用振动放松土层，减少阻力，提高钻头效率。(4)动态性能分析：分析汽车乘坐舒适度、操纵稳定性等机械的动态性能。 同时研究机器和结构物的疲劳寿命。 运动强度等问题。(5)模态分析：振动中的模态分析的理论和试验的研究。关于一般的振动问题，可以用图1所示的框图来说明。 图中的“振动系统”是指振动系统输入输出激励响应图2是图1振动系统

9、框图探讨汽车、各种机械、机床等振动对象。 工程结构和部分零件等。 从振动理论分析，“振动系统”显示了研究对象的振动特性。 “输入”和“激励”表示初始干扰和激振力等外在因素给予系统的作用。 “输出”或“响应”表示系统通过输入或外部刺激生成的动态响应。根据图1，振动问题可以分为以下三种(1)振动分析：了解激励和系统特性，求出系统响应。 如果知道路面条件和车辆构造，就要求驾驶员受到的振动。(2)振动环境预测：系统的特性和振动响应、逆推系统的激励是众所周知的。 预测结果可以作为以后振动设计的激励。(3)系统识别：知道激励和系统的响应，决定系统的特性。 此类问题往往通过模态试验的方法来识别系统，建立振动

10、模型，或验证现有的理论模型。 在这样的问题中，如果对振动系统有所了解，对被称为灰箱问题的系统一点也不理解的话，就称为黑盒问题。1.3研究机械振动的基本方法研究机械振动的基本方法主要有以下三种(1)理论分析法：从振动分析的角度出发，即使是比较简单的机器，系统也很复杂，采用质点动力学的方法。 理论分析方法的步骤是建立系统力学模型，建立运动方程式，求解方程式，得到相应的规律。(2)实验研究：实验研究通常在进行两面工作的同时，直接测量振动系统的振动响应，为了知道机械的振动特性而进行分析称为振动分析，另一方面，使用已知的振动源对研究对象进行振动，测量振动响应来知道系统特性称为系统识别。(3)理论分析与实

11、验的结合：可以通过实验方法(如模态分析)识别系统，建立系统特性模型，通过实验验证理论分析的结果。 用理论分析的方法预测系统的响应，通过理论分析和实验的结合，还可以更好地研究振动问题。1.4汽车振动问题把汽车作为一个系统进行研究，汽车本身就是一种具有质量、弹簧、阻尼的振动系统。 由于汽车内部各部分的固有振动频率不同，汽车在行驶中由于路面的起伏、车速和运动方向的变化、车轮、发动机和传动系统的不平衡、齿轮的冲击等各种外部和内部的振动作用，容易产生车整体和局部的强振动。 汽车的这种振动不能充分发挥汽车的动力性，经济性变差。 同时，影响了汽车的通过性、操纵稳定性和平滑性，给成员带来不舒服和疲惫感，损坏了

12、汽车零部件和运输货物，缩短了汽车的寿命。汽车振动和一般的机械振动问题一样，可以用研究机械振动的方法来研究汽车振动问题。 但是，汽车是包含惯性、弹性、阻尼等动力学特征的非线性系统，部件多，受力复杂，而且在构成汽车的各子系统之间存在相互耦合作用，汽车的动态特性非常复杂，为了真实地描绘汽车的动态特性，需要尽可能多的部件因此，提出合理的汽车振动分析方法非常紧迫。传统的汽车振动分析方法通过建立离散集中多自由度振动系统的振动微分方程，用模态分析方法进行动力响应的求解。 这个方法虽然简单，但由于假说太简单，有时会得出精度不高或错误的结论。 另外，这种分析方法往往只能承受比较简单的梁、棒、平板的分析。利用计算

13、机模拟技术进行有限元分析的方法达到了缩短设计周期、降低开发成本、提高汽车产品质量等目的，用于汽车振动分析的方法，取得了良好的效果。 研究汽车振动问题主要有发动机和传动系统、制动系统、转向系统、悬挂系统、车身、车架等主要系统。1.5振动分析有限元法在实际的机械结构中，零件的结构形式复杂多样，与理想的规则形状相差很远，例如汽车的车身结构中存在很多加强筋结构。 对于这些形状复杂的结构分析问题，应用计算机技术，使用有限元的方法比传统的模态分析方法具有更大的优势，已成为复杂结构系统动力学的重要手段，应用非常广泛。有限元分析方法的想法来源于结构矩阵分析。 其基本思想是，将连续体视为有限的基本单元的集合体，相邻的单元仅由节点连接，节点的位移分量是结构的基本未知量。 这样，将具有无限多个自由度的连续系统的动力学问题简化为具有有限多个自由度的离散系统的动力学问题。在此基础上，假设简单函数，近似单位位移分量的分布规则，选择位