基于柔性車架的載貨汽車縱向、俯仰和垂向耦合振動研究

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基于柔性車架的載貨汽車縱向、俯仰和垂向耦合振動研究

模擬載貨汽車的動態響應要求構建模型，并進行路面參數輸入。根據一定的假設，考慮或忽略車架的柔性。如果車架的振動是顯著的，則通常采用下列兩種模型：復雜有限元模型；簡化的線性模態擴展模型（假定小幅度運動）。提出了鍵合圖模型，其中包括俯仰和垂向運動耦合、縱向動態以及橫向車架振動。允許車架大的剛體運動，在其上疊加小而靈活的振動。車架的柔性是使用自由梁的模態擴展。該模型包括一個完整的俯仰平面，其中包含可以驅動載貨汽車在不同地形時向前的機動力，包括山丘等地形。研究了車架柔性對車輛動力學的影響。這是對其中典型半車模型的擴展，在該模型中，懸架運動假定是垂直的，俯仰角很小，并且縱向動力學是完全解耦或省略。模型的輸出顯示在車輛的響應，如向前的速度、俯仰角、有效載荷變化。從模擬結果可以看出，隨著路面參數輸入接近其自然頻率，鍵合圖允許任何小的靈活的框架模式，因為這種框架模式可以很容易地從模型中刪除，如果其影響可以忽略不計，則可被納入更復雜的子模型，如果需要，還可以加入其它組件如懸架和發動機。

對載貨汽車進行動態分析，需要構造車輛結構（包括發動機、駕駛室）、懸架、輪胎以及路面激勵的數學模型。在較小的相對較硬的汽車底盤上，彎曲振動可以忽略不計，載貨汽車和客車可以被簡化成梁振動模型。柔性車架建模的方法是：①通過使用集中質量模型，忽略身體的柔韌性；②把車架作為一個普通的自由梁計算，估計質量和剛度；③全車模擬采用有限元方法。因為在大多數其它動態系統中，分析時將面臨著復雜的頻譜模型。

刊名：Modern Mechanical Engineering（英）

刊期：2012年第2期

作者：D. Geoff Rideout et al

編譯：祁祥