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重型汽车非线性系统动力学特性研究
| 论文题名： | 重型汽车非线性系统动力学特性研究 |
| 关键词： | 重型汽车;非线性系统;动力学特性 |
| 摘要： | 为了避免重型汽车在外载荷作用下动挠度过大，使汽车车身和车架受到较大冲击，在汽车车架上一般会布置多个限位器。当重型汽车在行驶过程中受到较大的路面和发动机激励时，车桥会撞击限位器，使限位器产生弹性变形。由于限位器产生的弹性恢复力与钢板弹簧悬架的恢复力共同作用，使系统回复到平衡位置的趋势增大，这就有效地降低了整车系统的振动。但考虑弹性限位器的变形后，汽车悬架系统将变为分段线性或分段非线性的非光滑系统，整车的动力学特性将产生较大改变。此外，由于重型汽车采用的钢板弹性悬架中钢板之间的摩擦作用，使钢板弹簧具有迟滞非线性特性，当采用线性刚度和阻尼对其进行描述时往往也会带来较大误差。为此，本文将以某重型汽车为研究对象，采用具有迟滞非线性连接子结构的混合界面模态综合法，对考虑弹性限位器的整车动力学特性进行分析。 首先将某重型汽车分成若干个子结构，包括发动机、驾驶室、车架、前、中、后桥以及多个线性、非线性连接子结构等； 然后在有限元分析软件Ansys平台上对弹性子结构进行动力学分析，得到各弹性子结构的模态信息；采用混合界面模态综合法，建立整车刚一弹耦合系统模型； 最后采用数值方法对整个系统的动力学响应特性进行分析。 为了研究悬架迟滞非线性和弹性限位器对汽车动力学特性的影响，本文采用不同工况对汽车的动力学特性进行研究，包括：不考虑弹性限位器的非线性悬架、考虑弹性限位器的非线性悬架。不同工况的研究结果表明，弹性限位器的引入明显地减缓了汽车的垂向振动，从而相对地延长了汽车使用寿命，改善了驾驶员的工作环境。 除了汽车的非线性响应特性外，汽车动力系统的分岔、混沌特性也一直是汽车动力学研究的热点。 为此，本文还利用刚体简化模型对考虑悬架非线性的汽车动力系统混沌特性进行了分析。 研究结果表明，在确定性路面激励下，本文所采用的非线性力模型也会成为混沌的一个诱因。 |
| 作者： | 肖海斌 |
| 专业： | 工程力学 |
| 导师： | 方明霞 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 同济大学航空航天与力学学院 |
| 学位年度： | 2009 |
| 正文语种： | 中文 |
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