單自由度車輛模型通過梯形減速帶的振動分析

張星月，張一西，凌子紅（長安大學汽車學院，陜西 西安 710064）

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單自由度車輛模型通過梯形減速帶的振動分析

張星月，張一西，凌子紅
（長安大學汽車學院，陜西 西安 710064）

減速帶激勵是車輛在道路行駛過程中常見的激勵類型之一，文章通過建立能夠反映車輛主要性能參數的單自由度模型，研究車輛通過梯形減速帶的響應，得到關鍵參數響應數值。

梯形減速帶；單自由度；加速度響應

10.16638/j.cnki.1671-7988.2016.08.048

CLC NO.: U467Document Code: AArticle ID: 1671-7988(2016)08-148-02

前言

道路減速帶能減緩車輛的行駛速度、提高行車安全性，是減少交通事故的有效安全設施。但如果減速帶結構及布置不合理，將會使車輛產生過大的振動和沖擊力，造成車輛底盤結構件的損傷，影響車輛的使用壽命。因此，研究分析車輛通過減速帶時的車輛振動響應具有重要的理論意義和工程實用價值。

1、此次分析的主要步驟

1）通過實際測量建立梯形減速帶模型，確定主要尺寸參數；

2）分析單自由度車輛模型通過梯形減速帶的運動過程，建立數學模型；

3）分別計算5英里/小時和10英里/小時兩種車速下，懸掛彈簧中的最大力和質量的最大垂向加速度。

2、基本假設

1）由于車輛通過減速帶的時間很短，假設通過減速帶時橫向速度不變；

2）忽略輪胎和減速帶變形，將其視為剛體；

3、模型建立與計算

車輪通過梯形減速帶時，車輪與減速帶的起始接觸點可能在截面梯形的上底端點上、或者在截面梯形的腰上，如圖1，圖2所示。

分析前，分別在長安大學雁塔校區北門和東門測量實際梯形減速帶尺寸參數，并將米全部轉換為英尺，建立如圖3所示模型。

上述方程對時間t求二階導，可得車輪軸心的橫向加速度和縱向加速度：

由上式可以看出，車輪在梯形減速帶的腰和水平段運動時，加速度均為0，說此時懸掛并未受到外界激勵。在車輪通過梯形減速帶的上底端點時，地面對懸掛產生隨時間變化的脈沖激勵。故根據其結構特點，車輪通過等腰梯形減速帶的過程，可以看作依次受到兩個三角脈沖激勵?，F依次分析兩個車速下，懸掛彈簧中的最大力和質量的最大垂向加速度。

3.1確定體系和激勵參數

3.2根據td/ Tn的值，確定Rd及最大力fs0

由（2）式可求出各個車速下的最大加速度值

3.3確定彈簧最大加速度

4、結束語

文章通過實際道路上的減速帶模型，計算單自由度車輛通過減速帶的振動響應量，具有一定的實用參考價值，同時也為進一步分析車輛操縱穩定性、舒適性等提供關鍵數據。

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Vibration analysis of the single freedom vehicle model crossing the trapezoidal deceleration strip

Zhang Xingyue,Zhang Yixi,Ling Zihong
(Chang'an university school of automobile,Shaanxi xi'an 710064)

Deceleration strip is common in city road and highway road.With rational analysis of Tehran response of Tehran vehicle under the effect of deceleration strip,we can predict the effect of deceleration strip and ensure the security and ride comfort of the vehicle.

trapezoidal deceleration strip; single degree of freedom; acceleration responses

U467

A

1671-7988（2016）08-148-02

張星月（1991.2-），女，就讀于長安大學汽車學院研究生院，研究方向為車輛NVH技術。