基于虚拟激励法的汽车平顺性仿真研究
汽车行驶平顺性是体现汽车乘坐舒适程度的主要性能指标。当前评估汽车平顺性的方法主要有样车试验和数值仿真两种方法。样车试验的方法周期长,人力、财力投入大,已不适应现代汽车快速更新的特点;数值仿真的方法作为一种辅助甚至主要的方法就日益显得非常重要。<br>   数值仿真方法与样车试验方法相比,具有如下优点:不受试验条件的限制,避免一些随机因素的干扰,具有可比性;其次,能够同时针对现有汽车进行性能评价,又能对新产品的行驶平顺性预测。这样就能预先了解行驶平顺性存在的问题并及时解决,也能优化各参数间的匹配关系,改善行驶平顺性指标,缩...
汽车行驶平顺性是体现汽车乘坐舒适程度的主要性能指标。当前评估汽车平顺性的方法主要有样车试验和数值仿真两种方法。样车试验的方法周期长,人力、财力投入大,已不适应现代汽车快速更新的特点;数值仿真的方法作为一种辅助甚至主要的方法就日益显得非常重要。
   数值仿真方法与样车试验方法相比,具有如下优点:不受试验条件的限制,避免一些随机因素的干扰,具有可比性;其次,能够同时针对现有汽车进行性能评价,又能对新产品的行驶平顺性预测。这样就能预先了解行驶平顺性存在的问题并及时解决,也能优化各参数间的匹配关系,改善行驶平顺性指标,缩短设计期限,降低生产造价,在设计初期就能够预测各部件对汽车行驶平顺性的影响。
   汽车行驶平顺性的建模与仿真在国内外都进行了大量的研究及其应用,直至今日,都是汽车界研究与探索的一个具有重要的研究方向。在整理和归纳有关研究方法的基础上,结合国家自然科学基金项目(10272033)“基于流形的力学过程虚拟技术力学理论及方法研究”,应用虚拟激励法对汽车行驶平顺性仿真进行了系统深入研究。
   本文的具体工作是:
   从研究开发与工程适用的角度出发,综述归纳了平稳随机振动虚拟激励法的基本理论,给出了较为严密的推导过程,并运用虚拟激励法的理论分析汽车平顺性。
   其次,应用平稳随机振动的虚拟激励法,进行了汽车行驶平顺性的仿真分析,验证了虚拟激励法求解有效性。通过与傅里叶方法分析结果的比较论证方法正确性,同时,通过计算效率的比较,验证了本文计算方法更高效。
   再者,应用有限元法思想和多体动力学的方法,提出了建立汽车振动结构数学模型的方法,组装总位移向量、总质量阵、总刚度阵和总阻尼阵。建立了汽车结构系统振动的数学模型,验证了本文方法的有效性。构造了一种结构系统卷积泛函,证明了该卷积泛函变分为零与系统振动平衡方程的等效性。基于变分理论,建立了时域数值方法的通用逐步递推公式,应用逐步递推公式,由稳定性分析和计算实例验证了时域数值方法的正确性与精度;建立了轿车九自由度结构系统振动模型,在应用新的单元类型的同时,进一步完善了汽车结构系统振动数学模型的建模方法。
   最后,在汽车整车实车实验所进行的平稳与非平稳的道路实验基础上,联合虚拟激励法、建模方法和数值方法,对乘用车的行驶平顺性,对平稳随机路面激励与非平稳随机激励路面进行了较为完整的仿真分析,验证了虚拟激励法在路面分析和汽车整车平顺性预测上的有效性和可行性。
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作者: 林敏
学科专业: 车辆工程
授予学位: 博士
学位授予单位: 广东工业大学
导师姓名: 张湘伟
学位年度: 2011
语 种: chi
分类号: U461.4
在线出版日期: 2012年4月28日