第-11章-行驶动力学模型

1、第十一章 行驶动力学模型,路面车辆的振动环境实际上非常复杂，影响乘员舒适性的振动分量频率范围分布也很宽。就车辆乘坐舒适性来说，通常是以噪声（Noise）、振动（Vibration）和啸鸣（Harshness） 即车辆平顺性 车辆振动 一般情况下，车辆系统的振动频率范围： 015Hz ：刚体运动 15150Hz ：结构振动，板件共振 150Hz以上：噪声及啸鸣,Vibration,Noise&Harshness,典型部件的共振频率范围：,车身共振频率 : 11.5Hz 座椅 : 34Hz 人体 : 46Hz 车轮跳动 : 1012Hz 悬置动力总成 : 1020Hz 轮胎共振频率 : 3050H

2、z &80100Hz,悬架工程师设计参数,Ks Cs Mb/Hw Kbushing Cbushing Kt 本章目标：建立车辆行驶动力学模型，优化悬架设计 （1）本章平顺性研究频率范围 0.515Hz 15Hz :考虑结构 （2）悬架系统优化目标： 不舒适性参数 Aw 悬架动行程 SWSrms 车轮动载荷 DTLrms,表现为高频特性，故本章忽略,第一节 行驶动力学物理模型建立,一、建模假设： 根据研究目标确定 ，一般整车七自由度模型假定：车身为刚体、水平面直线行驶、微幅振动（线性）、低速坏路（非线性）、忽略车轮阻尼 二、现有模型（如图） 1、以上车模型若考虑座椅则分别加一个自由度 （3DOF

3、s 5DOFs 8DOFs）,2、整车人体模型 1）1/4车模型+1 2DOFs 3DOFs 2）1/2车模型+1 4DOFs 5DOFs 3）整车模型+1 7DOFs 8DOFs 4）整车+发动机+1 10DOFs 11DOFs 5）整车椅人 8DOFs +4 12DOFs 6）整车发动机椅人 12DOFs +3 15DOFs 7）车架影响情况 低阶五阶模型 上述自由度数+5 8）复杂柔性模型 ADAMS Simpack 模型,第二节 行驶动力学数学模型,建模方法：牛顿矢量力学&拉格朗日分析力学 一、牛顿矢量力学建模： 1、以两自有度为例：运动方程图 2、线性分析 可采用频域或时域求解 频域

4、常用且简单,上“-”下“+” 以“小”减“大”,频域解法前提：线性系统+简谐输入 简谐输出（唯一） 即：时域内含 则：频域内有 路面解法可视为简谐函数的和形式，若车辆系统为线性，可采用频率解法 频域解法： 方程组两边Laplace变换且： 所以 求解：,系统传函： 因此,系统性能指标,（1）不舒适性参数aw -ISO2631频率加权后垂直加速度方均根 （2）悬架动行程SWSrms-车身与车轮相对位移的方均根值；描述悬架相对静平衡位置的位移变化程度；符合高斯正态分布 设计动行程：+/-3 SWSrms（99.7%） 0.3%悬架击穿 （3）轮胎动载荷DTLrms车轮相对平衡位置的载荷变化情况；体

5、现为轮胎接地附着性能,二、Lagrange分析力学建模 以常用8DOFs整体模型为例说明。 1、运动方程： 模型图及推导过程（作业） 分别列出T、U及D表达式：,A Dynamic Model with 8 DOFS of the LQ91C10 Bus,(1) Systemic kinetic energy,(2) Systemic potential energy,(3) Systemic dissipation energy,1、运动方程： 模型图及推导过程（作业） 代入上式整理：,(1) Mass matrix,(2) Damping matrix,(3) Stiffness matrix,(4) Transfer matrix,2、方