二轴整车激励下车辆舒适性研究

近年来,由车桥耦合振动引起的车辆舒适性问题不可忽视。以二轴整车为例,基于ISO2631法,将加权加速度均方根值作为评价指标,研究在不同桥面不平度、车重下车辆舒适性变化规律。结果表明:随着桥面状况恶化,车辆的加权加速度均方根值显著增大;而当车重从30%逐级加载至110%时,车辆的加权加速度均方根值逐渐减小,其研究成果对车辆的舒适性分析提供一定参考。

工程机械驾驶室舒适性设计中的低频隔振优化

为提高工程机械乘坐舒适性,针对驾驶室低频晃动问题,同时考虑隔振器垂直和水平刚度,对6自由度驾驶室隔振系统进行优化设计。提出采用激励频率为人体敏感的1～80Hz的1/3倍频程中心频率计算驾驶室质心总加权加速度均方根值的方法,以此为优化目标、隔振器刚度为设计变量建立低频隔振优化模型。以装载机驾驶室隔振系统为优化算例,建立有限元模型,结果显示优化后座椅中心处垂直方向响应振幅明显减小,驾驶室垂直和俯仰模态得到解耦;实际测试结果显示驾驶室3个方向隔振均有所改善,表明优化模型的合理性。

基于人-车-路三自由度振动模型的路面平整度评价方法

为了更准确地评价路面的行车舒适性,以乘客的竖向加权加速度均方根值作为平整度评价指标,将人-车-路组成的系统简化成三自由度振动模型,依据牛顿法建立了振动微分方程,采用传递矩阵法对其进行了求解,进而建立了考虑人-车-路相互作用的路面平整度评价方法。结果表明,该评价方法能考虑不同路面类型以及公路等级的影响,对于不同等级路面的评价结果与实际情况一致,而国际平整度指数、功率谱密度和平整度标准差在部分工况下不能很好地描述路面的舒适性。

客运专线舒适性评价问题探析

研究目的:为建立一套符合我国客运专线实际的舒适性评价体系,本文对世界各国客运专线舒适性评价 标准进行了广泛研究,并对其中使用较普遍的UIC Sperking准则和ISO 2631国际标准进行了简单介绍。 研究方法:在与舒适度相关的多个因素中,从振动舒适度这一特殊而重要的参数着手,由一系列正矢来表 示整条线路的纵、平面几何状态,根据铁路线路纵、平面设计参数与列车响应之间的关系,得到列车响应的垂直 和横向转换函数,通过计算加权加速度均方根值并结合ISO 2631国际标准在狭义的动力学范畴内来进行乘 坐舒适性的评价。 研究结果:对于我国客运专线线路设计方案比选、优化等方面具有重要意义。 研究结论:直接根据线路纵、平断面的状况进行舒适性评价只考虑到了设计线路处于理想状态的条件下。 而本质上,线路轨道的不平顺也是引起机车车辆振动的主要根源。严重的轨道不平顺不仅会引起机车车辆剧烈 振动,影响乘坐舒适性,而且使轮轨作用力加大,甚至会导致列车脱轨,危及行车安全。因此,本文所提之理论方 法还需要与运动、动力仿真和实测、类比分析方法相结合。

路桥过渡段容许台阶高度的确定

为确定路桥过渡段的容许台阶高度,对车辆通过路桥过渡段时的整车舒适度和车桥安全性进行了研究.以平均加权加速度均方根值作为整车舒适度指标,以车轮动力荷载最小值作为车辆安全性指标,以局部冲击系数作为桥梁安全性指标,提出了一种基于整车舒适度和车桥安全性的容许台阶高度确定方法.分析了车速和台阶高度等因素对整车舒适度和局部冲击系数的影响.结果表明:对高速公路和一级公路,整车舒适度对容许台阶高度的要求更为严格,其次是车辆安全性.对二级公路,容许台阶高度各控制指标的严格程度由高到低依次为:整车舒适度、桥梁安全性和车辆安全性.对二级以下公路,其严格程度由高到低依次为:桥梁安全性、整车舒适度和车辆安全性.该方法从车辆舒适度、车辆安全性及桥梁安全性对台阶高度提出了更合理的控制标准.

轿车悬架橡胶衬套对人体主观感受的影响研究

为了研究悬架橡胶衬套对人体主观感受的影响,在SIMPACK多体软件系统下,建立悬架有、无衬套的多体整车模型。螺旋弹簧及橡胶衬套部分参数采用试验获取特性曲线;基于相关车辆平顺性道路试验方法,对整车多体模型进行离线时间积分,分别获取座椅处X、Y、Z三轴向加速度时间历程,利用MATLAB软件编制程序,计算三轴向总加权加速度均方根值,比较发现该值在有橡胶衬套情况下较小;进一步以控制臂的第二个橡胶衬套为对象,分别屏蔽其六向刚度中的一向,积分并计算总加权加速度均方根值,结果发现在屏蔽X轴向刚度、Z轴径向刚度时,该值变化较明显,即依据国际标准ISO2631中总加权加速度均方根值与人体感受之间的关系,当橡胶衬套某向刚度发生改变时,人体舒适性主观感受将发生变化。

微型电动汽车平顺性仿真分析与试验研究

针对某款微型电动汽车平顺性不尽理想的情况,以实车参数为依据,应用多体系统动力学软件ADAMS建立包含人-座椅模型的微型电动汽车仿真模型。分别对实车及整车仿真模型完成相同频率及振幅的正弦激振试验,提取实车驾驶员座椅端面处及整车仿真模型人-座椅模型座椅端面处的时域信息进行对比分析,验证所建模型的正确性。最后,参照平顺性试验方法 GB/T 4970—2009完成整车不同车速满载工况、B级路面平顺性仿真试验,对该车行驶平顺性进行分析研究。结果证明,该微型电动汽车当车速超过50 km/h时,不具有理想的行驶平顺性能。

基于广义路谱与常规车速的轿车平顺性评价研究

为了研究基于一定路面谱下常规车速对轿车平顺性的影响,在ADAMS/CAR多体系统下,基于实际车型的主要特性参数建立包含悬架等子系统的多体整车模型,参照相关车辆平顺性道路试验方法,探讨了路面谱的建立方法,对3种常规车速工况进行平顺性仿真分析,分别获取各车速下的三轴向加速度时间历程,利用MAT-LAB编制程序计算各车速下三轴向总加权加速度均方根值;在类同于B级路面谱的某机场路进行3种稳速工况下道路试验,同样可获取各车速工况下三轴向总加权加速度均方根值.对比研究发现,总加权加速度均方根值随车速的变化趋势基本一致,且车速变大时平顺性降低,表明仿真试验与道路试验的一致性较好.

基于Berg模型橡胶衬套的汽车平顺性分析

考虑到橡胶衬套元件具有明显的非线性黏弹力学特性,应用Berg模型描述橡胶衬套的摩擦效应,建立含有摩擦特性的3自由度车辆垂向模型。通过数值仿真对比分析考虑和未考虑Berg模型橡胶衬套时车辆振动的时域频域响应量以及不同悬挂参数对人体加权加速度均方根值的影响。同时分析Berg模型参数变化对人体加速度及人体加权加速度均方根值的影响。结果表明:考虑橡胶衬套后,人体加速度和悬架动挠度的峰值均明显减小,对应的人体加速度功率谱幅值分别减小33%和16%,悬挂参数不同时人体的加权加速度均方根值也都有不同程度降低,因而有利于提高乘坐舒适性。Berg模型参数在一定范围内变化时,人体的加权加速度均方根值也发生一定变化。

能量吸收法在高速铁路舒适性评价中的应用

在综合各国高速铁路舒适性评价标准中的先进经验的基础上,作者在振动及加速度等有关的动力学范畴内进行舒适度讨论。通过对影响舒适度的四个因素,振动频率、振动强度、振动方向和振动暴露时间的分析,并结合车辆平稳性测量,应用能量吸收评价法,建立起耗散于人体中的振动能量与人的主观感觉之间的关系,为高速铁路乘坐舒适性评价研究开辟了新的思路。

轮边驱动电动车车轮设计与研究

文章提出了一种新的基于线控技术的轮边驱动电动车车轮结构,为验证结构的可行性,利用ADAMS/Car仿真软件中建立整车动力学仿真模型并进行脉冲路面和随机路面的仿真。通过分析车身振动的加权加速度均方根值,判断振动的频率是否在人体对振动可接受的范围内验证其可行性。经过仿真结果和数据得出本文提出的车轮结构能提高整车平顺性。

改善整车平顺性的悬架参数近似D优化方法

基于某一款汽车,在满足悬架相关性能合理的前提下,利用试验设计方法中的近似D-最优设计确定试验因素及其变化范围。结合"416-C"之设计X表绘制因素水平编码表,采用二次回归方程求出了最优的前后悬架刚度和阻尼。在MATLAB软件中构造ADAMS中可用的三维A等级路面,在相同条件下对优化前后整车进行仿真分析。结果表明:优化后的悬架性能满足要求,驾驶员座椅处的3个方向加速度(垂向、纵向、横向)以及加权加速度均方根值均有下降,整车平顺性得到进一步提高。

检查井及井周路面病害影响下的行车舒适性

为评价车辆经过检查井及井周路面时的行车舒适性,在井周路面平整度状况调查及分析的基础上,建立人-车-井盖耦合振动1/2车辆模型,以加权加速度均方根值为评价指标,以ISO 2631-1-1997为评价标准,分析驾驶员垂向加速度和加权加速度均方根值的变化规律及影响因素,对车辆经过检查井及井周路面时的行车舒适性进行评价,并通过加速度现场测试试验验证.结果表明:井周路面行驶质量远差于一般路面;车辆经过井盖时驾驶员加速度达到最大,为4.72 m/s^(2),加权加速度均方根值为1.281 m/s^(2),行车舒适性评价为“非常不舒适”;坡度变化率、井周路面病害造成的高差和井盖沉陷量对行车舒适性的影响较大;加速度最大值与加权加速度均方根值理论计算结果与现场测试结果相比,误差均在合理范围内,理论分析结果可靠.可见,提出的理论分析方法可用于车辆经过检查井及井周路面时的行车舒适性评价,以合理确定检查井及井周路面养护时机及制定养护策略.

不同平顺性评价指标对悬架最优阻尼比的影响

为研究不同汽车平顺性评价指标对悬架最优阻尼比的影响,以1/4汽车悬架线性模型为研究对象,采用MATLAB/Simulink软件建立路面不平度时域模型及悬架二自由度(DOF)模型。首先仿真验证路面不平度时域模型的准确性;接着分别采用加速度均方根(RMS)值和频率加权加速度均方根值作为平顺性评价指标计算最优阻尼比并进行比较,研究表明考虑加权作为评价指标的最优阻尼比小于未考虑加权作为评价指标的最优阻尼比,且两个评价指标下的最优阻尼比均与路面等级和车速无关;最后提出了同时考虑加权加速度均方根值、动挠度均方根值、车轮动载均方根值的综合平顺性评价指标,研究了基于该指标下不同路面不同车速的最优阻尼比,结果表明:采用综合平顺性评价指标时的最优阻尼比与路面等级和车速相关。研究结果为车辆悬架阻尼优化及控制提供了依据。

基于行驶舒适性的路桥过渡段差异沉降控制标准

从人车路相互作用出发,建立了人车路系统振动方程和路桥过渡段路面不平整模型,并通过编制的RCBP程序分析了车辆行驶舒适性的影响因素,最后确定了基于行驶舒适性的路桥过渡段差异沉降控制标准。结果不仅可以用于路桥过渡段差异沉降控制标准的相关规范,也可用于一般路基差异沉降标准的制定,对桥头跳车问题的处治和路桥过渡段路面的养护维修提供了科学决策依据。

汽车平顺性试验分析

汽车的平顺性主要是指保持汽车在行驶的过程中产生的振动和冲击环境对乘员舒适性的影响在一定界限之内。因此,平顺性主要是根据乘员主观感觉的舒适性来评价,对于载货汽车还包括保持货物完好的性能。本次实验分析了车速因素对汽车平顺性能的影响。进行随机输入实验并采用加权加速度均方根值法对汽车平顺性进行评价。

某重型越野汽车平顺性仿真

文章根据某重型越野汽车相关数据,采用多体动力学仿真软件Adams/car模块建立虚拟样机模型。进行了随机路面下的整车平顺性仿真,得到了不同路面驾驶员座椅上方加权加速度均方根值随车速的变化关系,为后续优化设计提供依据。

重型商用车驾驶室悬置系统匹配设计

驾驶室的悬挂系统是一个非常复杂的振动系统，主要由弹性系统、阻尼减振系统和导向机构等组成。传统的驾驶室后悬架采用螺旋弹簧或空气弹簧作为弹性元件，几个杆件组成导向机构；前悬挂一般采用橡胶支撑。这种系统振动频率和驾驶位置的振动总加权加速度均方根值比较大，舒适性差。

基于ADAMS的牵引车平顺性仿真与参数优化

利用ADAMS建立某重型牵引车刚柔耦合模型,对模型进行了平顺性分析和试验验证。利用ADAMS/insight模块对驾驶室悬置、底盘悬架K&C等进行了多因素优化。优化后驾驶员质心处总加权加速度均方根值下降了20%左右,车辆平顺性得到了优化。

不均匀沉降条件下车-路相互作用及道路纵面设计分析

为了给高速公路大中修养护和改扩建工程纵面线形设计提供参考,采用五自由度车辆-道路相互作用分析模型,以微型车和客车为代表车型,根据Newmark-β法编制MATLAB程序进行求解,获得了车辆振动加速度。根据ISO 2631-1标准,以加权加速度均方根值为舒适性评价指标,分析了错台型、折线型和指数型不均匀沉降条件下车辆-道路的相互作用规律和坡长、坡差、竖曲线半径等道路纵面设计指标对行车舒适性的影响规律,最后结合杭甬高速公路改扩建工程实例进行了分析。研究结果表明:在相同条件下,车辆行驶速度越大,由道路不均匀沉降引起的振动加速度越大;行车舒适性随错台型沉降台阶高度、折线型和指数型沉降坡度的增大而降低,为保持舒适,高等级公路错台型的台阶高度不宜超过1cm,折线型的坡度变化不宜超过0.3%,指数型的控制标准应更严格;坡长和坡度大小并不直接影响行车舒适性,行车舒适性随坡差的减小、竖曲线半径的增大而提高;在改扩建公路工程中,当条件受限时,在满足视距的前提下,经论证,可适当突破公路路线设计规范对最小坡长的限制,按行车舒适性的要求进行纵面线形设计。