大功率拖拉机驾驶室振动仿真与试验验证

针对路面不平度引起的拖拉机振动及驾驶员驾驶疲劳等问题，以大功率拖拉机为研究对象，基于车辆动力学理论建立六自由度人-椅-路面拖拉机振动模型，仿真拖拉机动态工况下人椅系统的振动传递过程。为验证模型的准确性，在田间及沥青道路上进行实车试验，测量动态工况下拖拉机座椅及人体头部、腰部、腿部的振动加速度，并与模型仿真结果进行对比；通过加速度响应的时域和频域分析，把加权加速度均方根值作为评价指标，对驾驶员的振动舒适性进行评价分析。结果表明：建立的人椅系统模型与振动试验的结果有很高的一致性，模型具有良好的预测效果，且驾驶员测量部位因振动产生的不舒适感由低到高为头部、腿部、腰部，为拖拉机减振及座椅设计提供了参考。     

基于实测载荷的发动机散热器支架频域加速试验方法

结合某轻型商用车发动机散热器支架用户道路实测加速度信号,提出一种频域加速耐久试验方法。在全国范围内进行用户道路载荷采集。根据单位千米损伤以及路面不平度将所有路面类型分为4类。分别用冲击响应谱和极限响应谱方法对瞬态和静态加速度信号进行处理,综合考虑不同的路面类型,合成功率谱密度作为台架试验目标加载谱。试验结果表明,这种方法充分考虑了车辆实际服役时部件的频率响应特性,更加真实地复现了车辆在用户条件下的载荷。     

基于逆变换的路面随机激励对履带车辆平顺性影响分析

利用各种等级随机路面激励对二自由度履带车辆模型所产生的振动响应进行平顺性影响分析。首先采用傅里叶逆变换方法生成路面不平度并进行了功率谱对比反演验证,通过构建二自由度车辆模型并利用Simulink仿真软件建立系统结构图模型,输入不同车速、不同路面下模拟的随机激励,可对履带车辆平顺性影响进行分析。     

车辆平顺性建模与仿真分析

以某型号专用车为研究对象,以多体系统动力学为研究方法,以国家标准为试验依据,对整车进行了脉冲路面下的实车试验。同时,利用ADAMS软件进行了整车建模和仿真,分析了车辆不同行驶速度下不同测量点的加权加速度变化和功率谱密度分布,并与车辆行驶的平顺性相联系,确定了试验车辆的振动响应关键部位,为整车的进一步优化设计提供了理论和试验依据。     

车辆主动悬架的LMS自适应模糊控制

以车辆操纵稳定性及行驶平顺性为控制目标，确定车辆系统的簧上质量加速度、车轮动载荷、悬架动挠度为具体评价参数。根据路面一车辆系统的非线性特点，提出一种LMS自适应模糊控制算法，其模糊控制规则表可以用解析的方法进行计算。针对简化的车辆模型，在以路面信号作为激励源的仿真研究中，该算法对非线性较强的车辆悬架系统的振动控制具有较好的适应性。     

基于缸盖振动加速度的柴油机燃烧始点识别

利用振动加速度信号对柴油机燃烧始点进行了识别。通过模拟计算的方法分析了缸盖表面振动加速度特征点和燃烧始点的关系,表明缸盖表面振动加速度和缸内压力二次导数具有相似的变化趋势,可利用压缩冲程中振动加速度峰值之前的过零点估计燃烧始点出现时刻。在195型柴油机上进行的台架实验结果表明,以缸内压力信号识别的燃烧始点为参考点,振动加速度识别的燃烧始点偏差在1.5°CA之内,基于缸盖振动加速度识别柴油机燃烧始点是可行的。     

基于ADAMS的某4×4车辆振动响应仿真

4X4装甲车辆作为一种特种车辆,在设计时不但要考虑普通车辆考虑的振动问题,还需要考虑在遭受打击和车载武器开火情况下的振动问题。为此采用SolidWorks软件建立了简化的某4×4装甲车辆车体三维模型,导入ADAMS仿真软件中,添加车辆悬挂装置的弹簧原件和阻尼原件,并分别确定刚度和阻尼。进行仿真实验,模拟了车辆正面遭受炮击情况以及对侧面开火情况下的车身振动响应。随后进行了发动机启动、崎岖路面行驶的振动仿真实验。仿真结果表明装甲车辆在遭受炮击和开火状态下,乘员所处位置的振动加速度极大,需要设计专用的减震装置。     

基于权矩阵自修正的履带车辆主动悬挂LQG控制研究

针对履带车辆悬挂系统振动控制需求,建立了加速度激励下的主动悬挂力学模型,分析了该主动悬挂系统的响应特性,得出了悬挂系统设计原则。基于LQG最优控制算法理论,以权系数对车体振动加速度和悬挂动行程影响为依据,分析设计了权矩阵自修正LQG算法,并通过仿真分析验证了该算法的有效性。结果表明,权矩阵自修正LQG算法更能适应路况和车辆状态的变化,改善履带车辆的乘坐舒适性。     

路面随机输入时域仿真及试验分析

为得到路面随机输入时域模型,将滤波白噪声与传递函数结合对四轮路面时域模型进行推导,并利用优化算法求得各相关系数;利用MATLAB/Simulink软件搭建了四轮路面仿真模型,利用频谱分析法对仿真结果进行分析,结果表明仿真数据满足车辆随机振动的输入要求。搭建路面不平度测量仪器,对试验路面进行测量和路面等级识别,并将实测数据导入仿真模型分析,结果表明系统具有较好稳定性;将路面仿真结果与实测结果进行分析可得,前后轮迹拟合直线频率指数相同,左右轮迹拟合直线频率指数相差仅为0.059,实测路面较仿真路面的拟合直线频率指数最大误差为0.248,表明在关注空间频率范围内,仿真与实测路面PSD的拟合直线偏差较小,模型能够较好反映路面的不平度信息。     

基于AR模型对路面不平度的时域模拟

基于GB 7031《车辆振动输入路面平度表示方法》中提出的路面功率谱密度表达式,建立了随机信号AR(自回归)模型。应用Matlab仿真软件,对路面不平度时域随机序列进行了仿真分析,并对模拟值与理论值进行了比较。结果表明,AR模型拟合的路面不平度功率谱密度能较好地逼近其理论值,且具有计算量小,模拟精度高的优点,为车辆动态性能模拟与控制研究奠定了基础。     

路面功率谱密度识别的仿真

路面激励是汽车平顺性和操纵稳定性研究中的重要因素。提出了一种基于径向基函数(RBF)神经网络识别路面功率谱密度的仿真研究方法。建立了4自由度汽车振动模型,利用Matlab软件仿真得到汽车车身质心垂直加速度功率谱密度和俯仰角加速度功率谱密度。应用RBF神经网络建立了汽车车身质心垂直加速度功率谱密度、俯仰角加速度功率谱密度和路面功率谱密度之间的非线性映射模型。仿真结果表明:该方法思路明确,抗噪声能力比较强,识别的精确度高。     

车辆非平稳行驶随机响应时域分析

根据各向同性假设建立了车辆四轮相关路面非平稳随机输入时域模型,并对整车八自由度振动模型的非平稳时域响应进行了分析,结果表明:座椅、车身俯仰和悬架动挠度的振动主要是低频成分,车身侧倾、车轮和轮胎动载荷振动主要是高频成分,而且随着车速(时间增加)的提高,幅值增大。     

车辆道路模拟试验迭代算法研究

驱动信号迭代算法是道路模拟算法的核心内容，为了消除非线性的影响，采用频域迭代的方法逐步修正驱动信号，使系统的响应逼近于期望响应信号。给出了详细的驱动信号频域迭代算法，讨论了在迭代过程需要解决的两个重要问题，即判断迭代是否收敛和多段信号之间的连接。给出了迭代算法的程序流程图和利用此算法进行的道路模拟结果曲线。试验结果表明，利用迭代算法可以成功地进行道路模拟试验，收敛速度和模拟精度可以满足要求。     

不平整路面履带车辆动力传动系统扭转随机激励研究

为计算分析履带车辆传动系统扭转随机激励，以标准路面不平度统计特征为基础，实现路面激励时频转换。同时分析扭转随机激励产生机理，提出其理论计算公式，并且通过对相关部件模型的数学抽象，建立不同路面下履带整车动力学模型。通过实例仿真得到某履带车辆扭转随机激励谱，探讨了路面不平度、车速和预张紧力对其产生的影响。研究结果表明，路面不平度和车速是影响扭转随机激励的主要因素。     

基于柴油机局部时段振动加速度的缸内燃烧状况

柴油机燃烧峰值压力出现前燃烧过程对应的局部振动信号与缸内燃烧状况密切相关。对比分析了195型及495T型柴油机在该局部时段内振动加速度、缸内压力及其各阶导数的时域波形，基于波形间的相关性，提出了利用振动加速度信号的拐点推测燃烧过程特征点的方法。对比不同工况时局部时段内的缸内压力、压升率、振动加速度及压力升高加速度的时域波形及频谱能量，发现振动加速度信号最大时域波动量及特定频带的能量与缸内燃烧状况密切相关，可作为表征缸内燃烧状况的特征参数，试验结果表明选取的特征参数是有效的。     

丘陵山地无人车振动特性试验研究

为探索丘陵山地无人车振动特性,以丘陵山地无人车为研究对象,进行了振动特性试验。在无人车车体选择11个测试点,设计6组试验方案,综合分析测点位置、发动机油门大小和路面不平度对无人车振动特性的影响。试验结果表明,测点3（车架左前部）是无人车整车最合适安装传感器位置,在无人车正常行走、油门1/2位置、挂1档工况下,加速度最大值为47.4 m/s2,加速度最小值为-50.36 m/s2,加速度平均幅值为5.092 m/s2,加速度有效值仅为6.864 m/s2,说明该测点振动表现稳定;其他合适的测点为测点4和测点9。发动机油门大小对于加速度最大值、加速度最小值、加速度平均幅值、加速度方根幅值、加速度有效值均有显著影响,同一测点下,油门1/2和油门3/4相比较初始油门,加速度平均幅值增大297.1%和322.8%。路面不平度对于无人车振动有显著影响：在水泥路面上,无人车底盘加速度值最小,而在沙壤土、黏土和干沙土三种路况下,底盘加速度值分别增加81.23%,77.91%和1.31%。同时提出降低发动机高频振动、增加阻尼、传感器工作时降低行驶速度等减振措施。     

汽车平顺性的虚拟样机试验

应用面向整机系统虚拟样机的概念,将研究对象分为悬架、轮胎、路面等模块。用BEAM力将悬架多片板簧简化为一片主板簧或一片主板簧和一片副板簧，用ADAMS的FIALA模型轮胎表示车辆轮眙．根据ISO噪声路面的功率谱参数，设计了车辆行驶的路面文件。同时建立了三维实体虚拟整车模型，实现了虚拟午辆的仿真行驶。虚拟汽车仿真行驶时，能够体现真实车辆的运动学和动力学关系。驾驶员振动加速度仿真值与实测值接近。研究结果表明，对于汽车这一复杂的机器系统．通过在计算机上建立详细的虚拟样机进行平顺性分析是可行的.     

基于小波变换的车辆油气悬架信号提取技术

将小波变换应用于油气悬架信号的提取。建立了带有油气悬架的1／4车辆系统动态模型，把B级路面仿真作为系统的输入，得到了非簧载质最加速度曲线和油气恳架输出力曲线，通过小波的分解与重构有效地去除了噪声信号．提取山非簧载质撼加速度和油气悬架输出力信号，为油气悬架系统设计提供了理论依据。     

基于时域模型的车轮随机动载特性仿真分析

作为随机过程的车辆道路不平度,通用的模拟方法是频域模型,但在对人-车-路系统进行非线性动力学分析研究时,必须获得关于道路的时域模型。本文描述了两种基于路面功率谱模型的道路时域模型重构方法,利用该方法对C级公路路面进行数值模拟,同时建立了汽车的两自由度模型,应用SIMULINK软件仿真分析了车轮的随机动载特性,结果表明分形模型与路面的实际情况接近。