基于振动激励的沥青路面压实系统动力学分析

为了研究沥青路面的阻尼和随动质量对振动加速度的影响规律,通过分析振动激励设备与沥青混合料的关系,建立二自由度动力学模型。以该模型为基础进行数学求解,得到了沥青混合料路面在接地工况下的振动加速度响应值表达式。运用Simulink对两种不同的振动激励设备进行模型仿真,得到的仿真结果表明:当达到稳态振动时振动轮加速度随时间变化波形呈正弦波;两种机型的振动加速度与路面刚度成正相关关系,其相关系数均在0.97以上。在同一刚度下,振动加速度随着阻尼的增大而减小,随着随动质量的增大而增大。研究结果均符合实际工程规律,并为后续研究沥青路面压实度连续检测技术奠定了基础。

基于Matlab/Simulink的随机路面建模与不平度仿真

在分析路面空间频率功率谱密度、时间频率功率谱密度与方差之间关系的基础上,建立了路面随机信号生成模型,在不同车速情况下进行了仿真,生成了B和C级随机路面时间激励信号。利用功率谱密度和方差分析,对所建立模型的仿真结果与路面分级标准进行比较,证明所建模型产生的随机信号功率谱和方差值与国家规定的路面等级标准一致,结果准确,可以为车辆控制研究提供可靠的激励信号。

车辆路面不平度输入的随机激励时域模型

作为随机过程的车辆道路不平度高程 ,通用的模拟方法是频域模型——道路不平度功率谱密度(PSD)。但在对人车路系统进行非线性或耦合动力学分析研究时 ,必须获得关于道路的时域模型。由等级道路的标准谱或实测道路的估计谱反求道路时域模型具有重要的理论意义和实用价值。本文基于道路 PSD,描述了几种基于路面功率谱模型的道路时域模型重构方法 ,阐述了时域建模的原理、特点和适用范围 ,给出了其数学上的实现过程。最后 ,指出了道路时域建模进一步研究的方向。

路面不平度随机激励时域模型的仿真比较与评价

为深入研究常用路面不平度随机模型的特性,基于M atlab仿真环境,对白噪声法、谐波叠加法、FFT法、AR/ARMA法4种模型在指定环境下的效率与结果进行了仿真分析和比较。在将4种模型拓展到多点时域模型后,对多点单轮辙模型的时延相关性、可用性和严密性以及多点双轮辙模型的轮辙相关性、合理性和波动性进行了仿真分析和比较。结合模型适用范围与扩展应用等方面的比较,给出了4种模型应用特性的综合评价结果。完善了多点时域模型的建模方法和体系,得到的评价结果,为车辆优化和设计、路面不平度和谱分析、道路数据库建立以及人车路大系统分析等方向的科研工作者选择模型提供了理论依据。

路面不平度激励模型研究现状

针对当前国内外路面不平度激励模型数目繁多、分类杂乱的现状,从平稳和非平稳两个方面归纳分析各类模型的特点、差异和适用范围。重点介绍几类新的理论方法在平稳和非平稳路面不平度模拟分析中的应用,指出当前研究存在的问题和不足,并对该领域下一步的研究方向做出展望。

白噪声路面不平度时域模型的建立与仿真

根据GB/T7031—2005对不同路面不平度系数下随机路面高程均方根值的要求,确定了白噪声输入拟合表达式.对速度相关参数e进行重新计算,针对e值的波动拟合出速度增益函数并建立完善的路面不平度时域模型.利用Matlab/Simulink对所建模型进行仿真并与标准路面等级的谱密度曲线进行对比,验证其正确性.结果表明：e值大小与速度相关与路面不平度系数无显著关系,速度较低时,e值有轻微波动;速度较高时,e值趋近于0.218;模型完善后,仿真生成的路面随机高程均方根值与路面分级标准间的误差为0.157%～1.730%,此路面不平度时域模型与传统白噪声时域模型相比,具有更高的准确度.

虚拟激励法及在汽车振动分析中的应用

为了在汽车振动分析中推广虚拟激励法,以易于理解的方式对虚拟激励法的基本理论进行了论述。根据路面激励的统计特征,应用虚拟激励法建立了汽车前轮和后轮的虚拟路面激励。基于虚拟激励法,推导了1/2汽车四自由度系统振动的频率响应特性,建立了求取汽车系统振动响应量及其功率谱密度的公式,给出了求解汽车振动响应量功率谱密度的算例。结果表明:在对1/2汽车四自由度系统进行振动分析时,虚拟激励法是比傅里叶分析方法更简单的方法。

随机激励三维路面空间域模型建模与仿真

对比国标给定幂函数形式的路面功率谱密度,采用最小二乘非线性参数估计法对路面功率谱密度有理函数表达式中的参数进行估计,将一维路面功率谱扩展成二维功率谱,推导了三维路面建模的二维傅里叶逆变换法。在MATLAB中利用该方法和传统方法生成C级路面高程数据,将仿真得到的三维路面直线轨迹、弯曲轨迹高程进行采样后做功率谱估计,并与标准等级路面功率谱对比。结果表明:该方法生成高程数据快,得到的三维路面横向、纵向直线轨迹和弯曲轨迹路面高程具有相同的功率谱特性。

车辆道路模拟的计算机仿真系统设计研究(英文)

为了对道路随机激励下车辆的平顺性动力学进行研究首先必须建立道路高程的时间历程。为了对时域内道路的数学模型、算法设计和道路仿真实现的研究,分析了道路不平顺高程从频域向时域的转换方法并在建模数值道路过程中考虑了车轮之间以及两轮辙之间的相关性,设计了三种主要的道路模拟算法——谐波叠加法、白噪声过滤法和基于道路功率谱离散的逆Fourier变换法并将其于MATlab平台上集成为专用的道路仿真系统。为使仿真尽可能真实,包括时域中的双轮辙关系、道路仿真算法的改进以及多元算法的集成等方面也给予了重视。仿真算例研究表明了所用方法原理上的普适性、有效性,以及仿真结果与实际道路的一致性。

汽车路面激励的时域建模与仿真

在考虑左右轮迹相干性的基础上,采用滤波白噪声法建立了四轮汽车的路面激励时域模型。在不同路面和汽车参数的工况下进行了仿真,生成了汽车路面激励时域信号。仿真结果表明,该方法建立的路面激励时域模型的功率谱密度和左右轮迹相干函数与参考模型基本一致。与其它方法相比,该模型可行有效、通用性好、易于计算。

考虑路面激励的车辆侧翻仿真分析

为了能够有效地反映路面激励与转向输入引起的车辆侧翻特性,提出了一个能够同时考虑路面输入与转向操纵的联合车辆侧翻模型。利用Matlab/Simulink搭建了联合模型的仿真模型,并采用Adams车辆模型验证了联合模型的有效性。在此基础之上,通过开展仿真试验分析了路面等级、行驶车速、转向盘操纵速度等参数对车辆侧倾状态的影响。研究结果表明:联合模型能够较好地反映车辆在转向输入、路面输入耦合工况下的侧倾状态。该研究为车辆侧翻研究提供了有效的参考模型。

汽车道路随机不平顺的时序模型重构

汽车道路时域模型是基础性道路数据库的主体部分.基于道路频域统计数字特征或基于道路测量数据序列,用时间序列方法建立道路时域模型是一种有效且普适的时域道路建模方法.在对道路描述特征进行分析的基础上,给出了标准道路在指定功率谱密度下和非标道路在实测子样数据下两类不同道路模拟的技术路线,对时序道路建模过程、原理和应用进行了分析,得到了道路时域重构的AR和ARM A模型.仿真实例表明了时序道路模型重构的合理性和高效性.

多点虚拟激励法在整车随机振动分析中的应用

建立了9自由度整车模型,从理论上论述了多点虚拟激励法。构造了路面对整车的路面虚拟激励,求取了汽车虚拟振动响应量,并由此算出了汽车真实振动响应量的功率谱密度。结果表明,虚拟激励法在汽车随机振动分析中的应用和傅里叶分析方法同样有效,却简单得多。

基于传递路径分析的激励对汽车平顺性的影响

为研究发动机激励与路面激励对汽车平顺性的影响,建立了包含悬置系统和悬架系统的车辆13自由度数学模型,给出了发动机和路面激励模型,提出了基于TPA的汽车平顺性分析方法。在仿真计算基础上进行了实车试验,计算与试验结果基本吻合,验证了所建立模型的正确性。结合各挡位车速与发动机转速之间的对应关系,分析了不同激励对汽车平顺性的影响。结果表明:发动机激励对汽车平顺性的影响小于路面激励,但不容忽视。

路面多种激励下汽车运输包装产品动态响应的数值仿真

为果蔬等产品在汽车运输中的疲劳损伤度计算提供依据,以4自由度汽车振动系统为基础,建立了路面脉冲激励和路面位移随机激励共同作用下的车辆-包装件动力学模型,并且推导了其相应的动力学方程。讨论了路面位移随机激励的时域模型并对其B级公路路面不平度进行仿真。结合一个工程实例,在B级公路路面位移随机激励和路面脉冲激励共同作用下,利用Newm ark和Runge-Kutta数值积分方法分别对车身的响应和对包装产品的动态响应进行数值仿真。

汽车道路双轮辙多点随机激励建模与仿真研究

道路随机过程通用的描述方法为频域的功率谱密度函数方法。基于道路频域模型,研究了用白噪声滤波方法得到与给定谱特征相对应的道路时延相关性模型的模拟原理及其数学方法,同时提出了针对车辆道路空间相关的双轮辙激励模拟的有效途径——激励输入白噪声的传递函数法,并应用该方法再现了道路不平度的有代表性的时间历程。通过计算机仿真实例,证明了所用方法的正确性和精确性。

路面随机激励时域模型特性的仿真研究

在分析白噪声法、谐波叠加法、FFT法和离散时序法4种常用路面不平度随机激励单点时域模型构建的基础上,对指定环境下4种模型的速度以及结果的波动性、统计学特性和合理性进行了仿真,比较和剖析了产生不同仿真效率和结果的本质所在.并对单点时域模型进行了拓展,分别构建了车辆的单轮辙多点、双轮辙多点时域模型.

用谐波叠加法重构随机道路不平顺高程的时域模型

道路时域建模对道路车辆振动时程分析、车辆台架试验、路面损伤以及车路耦合动力学研究均具有重要意义。谐波迭加法是一种既简单直观而又具有严密数学基础的构造道路时域模型的方法。本文基于随机道路的统计量描述 ,再现了随机道路针对路面车辆的单点激励和单轮辙激励的时间历程样本 ,完善了所生成样本的标定方法。对双轮辙激励 ,采用空间相关的两随机过程模拟 ,将两过程用虚拟的线性系统联接 ,建立其符合道路相干函数的传递关系 ,最终得到道路车辆的双轮辙多点时空相关性激励模型。该模拟方法的数学理论正确 ,适用于任意指定谱特征的随机道路模拟 ,对其他类似随机过程的模拟也具普通适用性。

桥壳多轴向多激励虚拟试验系统研究

为提出一种多轴向多激励的桥壳试验方法,并为桥壳虚拟疲劳试验研究提供有效的输入手段。建立桥壳有限元模型并进行模态分析与模态试验,分析模态和试验模态不仅振型一致,而且各阶固有频率误差均<5%;在此基础上,采用模态综合法提取出桥壳柔性体文件;通过有限元柔性体文件替换法,建立了桥壳多轴向多激励的刚柔耦合虚拟试验系统,并基于简谐信号和随机信号进行系统仿真验证。基于道路模拟激励谱进行桥壳虚拟道路模拟仿真试验,并采用多轴向多激励道路模拟试验系统进行了试验验证,结果表明仿真与试验信号在幅值和趋势上具有较高的一致性,所建立的桥壳多轴向多激励虚拟试验系统具有较高的准确性,从而为桥壳设计验证和评价提供了一种高效准确的手段和方法。

逆虚拟激励法；路面谱；随机振动；车辆振动模型

采用逆虚拟激励法对随机路面谱的识别方法进行了理论推导，并用确定性方法求解车辆平稳随机振动路面谱的识别问题．求解过程中通过给定车辆振动响应的自功率谱和互功率谱，反求路面激励功率谱，然后再计算得出车辆对路面激励的振动响应功率谱．通过模拟仿真，对比了计算路面谱与实际路面谱的差异，验证了推导结果的有效性．研究结果表明，逆虚拟激励法在求解车辆振动响应路面谱方面，具有很好的求解精度和计算效率．该方法为车辆振动平顺性的研究提供了新的思路和方法，具有很好的应用前景。