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《基于的汽車平順性仿真分析》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、14機電技術(shù)2013年2月基于Simulink的汽車平順性仿真分析★謝俊淋1張慶永2(1．東南(福建)汽車工業(yè)有限公司，福建福州350002；2．福建工程學院機電系，福建福州350108)摘要：以某A級轎車為例，建立四自由度半車模型，進行力學分析得到系統(tǒng)振動微分方程，用計算機模擬的隨機路面激勵譜作為輸入，利用Matlab／Simulink仿真軟件建立了動態(tài)模型，進行計算機仿真。分析了懸架阻尼系數(shù)、懸架剛度系數(shù)和輪胎剛度系數(shù)改變對汽車行駛平順性的影響。關(guān)鍵詞：四自由度半；平順性；Simulink中圖分類號：U462．3+3文獻標識碼：A文章編號：1672-4801(2013)
2、01—014-05汽車行駛平順性的優(yōu)劣直接影響到乘員的乘坐舒適性，并影響車輛動力性和經(jīng)濟性的發(fā)揮，是車輛在市場競爭中爭奪優(yōu)勢的一項重要性能指標【1]。因而如何最大限度地降低汽車在行駛過程中所產(chǎn)生的振動，成為汽車行業(yè)的研究重點。本文以某A級轎車為例，對其進行力學分析，建立四自由度半振動微分方程，以不同等級路面和不同車速下的隨機路面激勵譜作為輸入，利用Matlab／Simulink仿真軟件建立了動態(tài)模型，進行計算機仿真，并分析了動力學參數(shù)的改變對汽車行駛平順性影響。圖1四自由度半車模型圖以車身為研究對象，對前、后端取力矩平衡，得：1汽車動力學振動模型的建立?。?，乞，+塒：。乏6
3、／上+K。，(z：，一毛廠)+C2，(之廠之，)：o四自由度半車模型既能表征車身的質(zhì)心加速度和速度的變化，又能表征車身繞其質(zhì)心軸的俯仰角加速度和角速度的變化，結(jié)構(gòu)也不太復雜，因此其仿真結(jié)果具有一定的代表性【2一】。四自由度半車模型的建立，必須作如下假設【5擊J：整個系統(tǒng)為線性系統(tǒng)；前軸與前輪質(zhì)量之和為前簧下質(zhì)量；后軸與后輪質(zhì)量之和為后簧下質(zhì)量；非懸掛分布質(zhì)量由集中質(zhì)量塊m，，、m。，代替，車輪的力學特性簡化為一個無質(zhì)量的彈簧，不計阻尼；汽車對稱于其縱軸線，且左、右車轍的不平度函數(shù)相等。車身振動的四自由度半車模型如圖1所示。車身質(zhì)量根據(jù)動力學等效的原則分為前軸上、后軸上及質(zhì)心
4、上的三個集中質(zhì)量m，，、m，，、m勉，三個質(zhì)量由無質(zhì)量的剛性桿連接。1。1四自由度半車模型自由振動方程【7’9J1)采用z2-r、z2，坐標系的自由振動方程(1)，，乞，之，+，，之。乏口／三+K，(z2，一zI，)+c：，(之，一之，)=0(2)式中：z2r、z2，、z。、zl，、zl，分別表示前、后軸上集中質(zhì)量、車身質(zhì)心、前、后軸非懸掛分布質(zhì)量的垂直振動位移；K2，、K2，分別為前、后軸懸架剛度；C2，、C2，是前、后懸架減振器阻尼系數(shù)；L、口、b為軸距及質(zhì)心至前、后軸的距離。以前、后非懸掛質(zhì)量為研究對象得：瑪，乏，+K2，(z1廠z2，)+c2，(三l廠三2，)+K，
5、(zl，一q，)=0(3)％，三I，+心，(zl，一z2，)+c2，(三l，一三2，)+墨，(z，，一g，)=0(4)式中：q，、q，為前、后輪路面不平度激勵。+國家863計劃Yf麗目(2012AAII105)；福建省科技廳項ff(200811002)：福州市科技計劃-項目(2011-PT-128)；湖北省自然科學基金(20lOCDB01802)福建j二程學院博士科研啟動基金(GY-Z120041作者簡介：謝俊淋(1976--)，男，工程師，研究方向：動力底盤技術(shù)。第1期謝俊淋等：基于Simulink的汽車平順性仿真分析152)采用乞、矽坐標系時的自由振動方程以車身為研究對
6、象，由垂直方向力的平衡和繞質(zhì)心的力矩平衡得m2jc+K2ftz2，一zif、)+C2f心f_ilr)+K2，(z2，一Zlr)+Cz，(之2，一Z‘lr)=0(5)m2p2，≯+bK2，(z2，一zp)+6c：，(之，一三l，)一aK2／(zzi—z1，)一aQ／(之，一之，)=0(5)式中：≯為車身縱向角振動角位移(逆時針為正)。1．2狀態(tài)空間模型建立狀態(tài)方程和輸出方程，在此選取狀態(tài)變量向量為A=C=X=h，X2，x3，X4，X5，X6，X7，xs]7=[z。，，z。，，z。，≯，毛，，三∽zc，≯ro笠±壘m，碭巧硯％屹％lf生—a2一K2i％，KVabK2f％』一10
7、K_廠0K_r％鵬，，碭nls巧，，{，吃，+屹，住凼廠％I觴，如憋，，紀，10OGr％0G，鞏鴟，I膏=瞳，j2，5c3，五，x5，k6，x7，袁】7=‰，‰ic，$，孫‰芝!，鉀則輸入向量材=[gr，q，]r。輸出向量為Y=[Yl，Y2少3，Y4，Y5，Y6，Y7，Ys]7=[三2／，z2，，Z2／一Zlf*，z2，一Zl，，Klrtzt廣qi)，K1，tzl?一q，、)，(z2，d+i2f幻i上，(藝2，一藝2，)／￡]7建立如下的狀態(tài)方程和輸出方程J肛AX+B甜(7)‘?Y=CX+Du～其中A、B、C、D為
