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原文传递考虑板簧非线性的整车振动研究

论文题名：	考虑板簧非线性的整车振动研究
关键词：	载货汽车;振动模型;整车模型;钢板弹簧;力学特性
摘要：	随着经济快速发展，我国各地商品流动量日益增大，为了提高运输效率、降低运输成本，作为运输主力的货车越来越重载化、高速化。运输途中货车产生的振动和噪声，使得驾驶员容易出现驾驶疲劳，从而影响行车安全，同时过大的振动也会导致货物的受损。获得良好的车辆平顺性和振动与噪声(NVH: Noise、Vibration、Harshness)性能最简单、有效的方式之一是在车辆开发前期，建立精确的整车振动模型，针对整车平顺性和NVH性能进行仿真，优化车辆参数。　　目前比较成熟的整车振动模型有:有限元模型(FEM: Finite Element Model)、多体动力学模型和整车数值模型。有限元模型多用于整车静态仿真;多体动力学模型多用于整车运动学仿真。因此，本文以某货车为研究对象，建立了整车数值模型，并将模型仿真结果与试验进行了对比，验证了模型的有效性和精确性。　　本文主要研究内容如下: 　　1)钢板弹簧是载货汽车的关键部件，其力学特性对整车平顺性和NVH性能有重要的影响。以该车型前、后悬架板簧为试验对象，进行静态与动态加载试验，并将试验数据导入Matlab软件进行分析，得到板簧静态和动态力学特性; 　　2)分析Fancher模型、Rate-dependent Triboelastic（RT模型）、板簧一般模型和Maxwell-slip模型的特点和幅频特性，并用这些模型来拟合试验数据。选择构造简单、物理意义明确、易于改进的Maxwell-slip模型为基础，建立了一种改进Maxwell-slip模型，并通过与试验数据对比，验证了模型的有效性; 　　3)时域路谱在整车平顺性研究中作用巨大。应用白噪声激励法，在考虑各轮路面输入时空相关性的基础上，建立了多轮路面随机输入时域模型，并在双对数坐标系下与标准路面进行对比，验证了随机路谱的正确性; 　　4)建立了线性三自由度和线性四自由度平衡悬架模型，并对比了两种模型在随机路谱激励下的响应，选择合适的平衡悬架模型，建立了非线性平衡悬架模型，并将其与线性平衡悬架模型进行对比，验证了模型的合理性; 　　5)基于车辆结构和达朗贝尔原理，建立两种整车数值振动模型:一种将悬架弹簧作线性处理;另一种详细考虑了板簧和平衡悬架非线性等因素。将随机路谱作为输入，求解了整车响应，并将两种模型响应进行了对比。最后利用两种模型仿真了整车跌落和过凸台两种工况，将仿真与实车试验数据作对比，验证整车振动模型过程中充分考虑板簧非线性的必要性。
作者：	邓亢
专业：	机械工程
导师：	张邦基
授予学位：	硕士
授予学位单位：	湖南大学
学位年度：	2016
正文语种：	中文