【正文】 ....... 32 路面功率譜函數(shù) .................................................................................... 32 基于 ADAMS 軟件建立隨機(jī)路面譜 ....................................................... 34 整車平順性仿真 ............................................................................................. 35 平順性仿真 ........................................................................................... 35 平順性仿真結(jié)果后處理 ................................................................................... 37 本章小結(jié) ........................................................................................................ 39 第五章 平順性道路試驗(yàn)大綱 ................................................................................ 40 引言 ............................................................................................................... 40 平順性道路試驗(yàn)大綱 ...................................................................................... 40 設(shè)計(jì)平順性道路試驗(yàn)大綱 ...................................................................... 40 .......................................................................................................... 43 第六章 試驗(yàn)結(jié)果與仿真結(jié)果對比 ........................................................................ 44 引言 ................................................................................................................ 44 MATLAB軟件簡介 .......................................................................................... 44 運(yùn)用 MATLAB軟件進(jìn)行試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理 ........................................................... 45 試驗(yàn)結(jié)果與仿真結(jié)果的對比 ............................................................................. 49 本章小結(jié) ........................................................................................................ 51 總 結(jié) ......................................................................................................................... 52 參考文獻(xiàn) ..................................................................................................................... 53 致謝 ............................................................................................................................. 54 附錄一 平順性評價程序 ........................................................................................ 55 附錄二 時域圖和頻譜圖程序 ................................................................................ 57 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 第一章 緒 論 隨著我國社會的發(fā)展與科技技術(shù)水平的提高，我們?nèi)粘Ｉ钪衅囈呀?jīng)成為不可缺少的一部分，人們對汽車性能的需求也越來越高， 人們對汽車在行駛過程中的乘坐環(huán)境舒適性能和操縱性能也越來越重視。汽車廠商為了滿足人們對汽車性能的苛刻要求，加大對汽車良好的操縱穩(wěn)定性與平順性的研究力度。 本課題的研究現(xiàn)狀 汽車的平順性主要是保持汽車在行駛的過程中產(chǎn)生的振動 和沖擊環(huán)境對乘員舒適性的影響在一定界限之內(nèi)，因而汽車平順性主要是根據(jù)乘員主觀感覺的舒適性來評價，對于載貨汽車還包括保持貨物完好的性能，它是現(xiàn)代高速汽車的主要性能之一。影響汽車平順性的因素有很多方面的，同時，對汽車平順性的評價也顯得十分復(fù)雜。然而要定量的描述平順性能，必須包括物理的，生理的和心理的各個方面的評價 [1]。 當(dāng) 前，通常使用汽車車身振動的固有頻率和振動加速度來評價汽車的行駛平順性。通過試驗(yàn)表明，保持汽車具有良好的行駛平順性，就需要車身振動的固有頻率為人體所習(xí)慣的步行時，身體上、下運(yùn)動的頻率 。這個頻率大概約為60～ 85 次 /分 (1HZ～ )，振動加速度極限值為 ～ 。還有就是為了保證所運(yùn)輸貨物的完整性，汽車振動其加速度也不宜過大。然而當(dāng)汽車的加速度達(dá)到 1g，未經(jīng)固定的貨物就有可能離開車廂底板。所以，加速度的極限值應(yīng)該低于 ～ 。 1978 年國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ ISO）通過大量結(jié)合有關(guān)人體全身振動的文獻(xiàn)和研究工作的基礎(chǔ)上，制定出了國際標(biāo)準(zhǔn) ISO2631《關(guān)于人體承受全身振動的評價指南》。這個標(biāo)準(zhǔn)的重點(diǎn)是指出人體對振動的反應(yīng)不僅與振動的強(qiáng)度，而且與振動的頻率、方向有關(guān)。這就把 以往只簡單地統(tǒng)計(jì)汽車本身零件振動響應(yīng)來進(jìn)行平順性評價的方法，發(fā)展到“道路 — 汽車 — 人”系統(tǒng)更加科學(xué)的水平上 [2]。 本課題的研究意 汽車平順性是衡量汽車性能優(yōu)良的重要指標(biāo)之一， 良好的平順性可以保證駕駛員在復(fù)雜的行駛環(huán)境和操縱條件下具有良好的心理狀態(tài)和準(zhǔn)確靈敏的反映，而且還會影響汽車的操縱穩(wěn)定性，完全性，對于乘員則需要保證乘坐的舒適性和身體健康。 隨著世界科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，良好的汽車平順性漸漸得到實(shí)現(xiàn)。應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)及電子測試技術(shù)，汽車行駛平順性試驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集和處理更加合理與精確。 第一章 緒論 2 通過 ADAMS軟件 建立整車模型，并進(jìn)行整車虛擬樣機(jī)仿真。建立路面譜，模擬實(shí)車道路行駛工況。再通過實(shí)車路道試驗(yàn)所采集到數(shù)據(jù)利用 MATLAB軟件進(jìn)行分析，將分析結(jié)果與仿真結(jié)果進(jìn)行對比，驗(yàn)證所建立模型的準(zhǔn)確性。能夠有效縮短汽車的設(shè)計(jì)周期、降低開發(fā)成本、達(dá)到提高汽車產(chǎn)品性能的目的。采用虛擬樣機(jī)技術(shù)進(jìn)行汽車平順性研究已經(jīng)逐漸被國外的汽車企業(yè)所采用，并取得了良好的效果。本課題以虛擬樣機(jī)技術(shù)為手段，開展汽車平順性仿真技術(shù)研究，研究成果可促進(jìn)整車產(chǎn)品使用性能的提升，具有重要的理論意義和實(shí)用價值。 本課題的研究內(nèi)容 本課題通 過利用虛擬樣機(jī)技術(shù)，建立了更加接近于實(shí)際情況的整車虛擬樣機(jī)模型，對整車進(jìn)行了平順性仿真。并將仿真結(jié)果與實(shí)車道路試驗(yàn)分析結(jié)果進(jìn)行對比，驗(yàn)證所建立模型的準(zhǔn)確性。 本課題主要研究內(nèi)容包括： 利用 ADAMS 建立前后懸架、輪胎等各子系統(tǒng)、構(gòu)建整車模型，進(jìn)行平順性仿真。 1. 利用 ADAMS/Car 建立起某輕型乘用車前后懸架等各子系統(tǒng)。 2. 構(gòu)建整車虛擬樣機(jī)模型，進(jìn)行模型可行性的驗(yàn)證。 3. 進(jìn)行隨機(jī)路面平順性的仿真。 4. 設(shè)計(jì)平順性道路試驗(yàn)大綱，進(jìn)行實(shí)車道路試驗(yàn)。 5. 進(jìn)行 試驗(yàn)結(jié)果與仿真結(jié)果對比， 以 驗(yàn)證所建立 模型的準(zhǔn)確性 。 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 第二章 汽車平順性及其評價指標(biāo) 引言 汽車平順性研究的是“道路一汽車一人”振動系統(tǒng)，如下圖 11所示，路面不平度、車速及發(fā)動機(jī)激勵形成了對振動系統(tǒng)的“輸入”，這個“輸入”通過由輪胎、懸架、動力總成懸置系統(tǒng)、座墊等彈性、阻尼元件和懸掛、非懸掛質(zhì)量構(gòu)成的傳遞振動系統(tǒng)，然后振動系統(tǒng)的“輸出” —— 傳遞給人體的振動加速度，這個加速度通過人體對振動的反應(yīng) —— 舒適性來評價汽車的平順性 [2]。 圖 11“人一汽車一路面”系統(tǒng)框圖 汽車平順性評價指標(biāo)及其評價方法 1948年，人體舒適性評價指標(biāo)被 Janeway提出，并且給出計(jì)算評價指標(biāo) J值的計(jì)算公式； 1957年，德國學(xué)者 Dikman把 K系數(shù)法提出； 1968年， Pradko等人通過研究提出了吸收功率法；之后，在 1972年，德國米奇克提出用座椅垂直加速度的均方根值和整車縱向加速度的均方根值評價汽車的平順性。后來， 20世紀(jì)輸入 ● 路面不平度 ● 車速 振動系統(tǒng) ● 彈性元件 ● 阻尼元件 ● 身，車輪質(zhì)量 評價指標(biāo) ● 加權(quán)加速度均方根值 ● 撞擊懸架限位概率 ● 行駛安全性 輸出 ● 車身傳至人體的加速度 ● 懸架彈簧動撓度 ● 車輪與路面之間的動載 第三章 基于 ADAMS 整車虛擬樣機(jī)模型建立 4 60年代，國際標(biāo)準(zhǔn)化組織開制定了 “人體承受全身振動的評價指標(biāo)”，通過幾次的補(bǔ)充和修訂，并于 1974年頒布了 IS02631—1974(E)m際標(biāo)準(zhǔn)，成為國際標(biāo)準(zhǔn)IS02631/1—1985。目前總加權(quán)值評價方法及其評價指標(biāo)被普遍采用 [2]。 但是，我國在此項(xiàng)研究的工作起步比較晚， 20世紀(jì) 80年代初，長春汽車研究所、清華大學(xué)等單位首先根據(jù) IS02631國際標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了汽車道路行駛平順性的研究；制定出 1982年的“汽車懸架系統(tǒng)固有頻率和相對阻尼系數(shù)的測量方法”、1985年的“汽車平順性隨機(jī)輸入行駛試驗(yàn)方法”和“汽車平順性脈沖輸入行駛試驗(yàn)方 法一”以及“客車平順性評價指標(biāo)及限值”等，構(gòu)成了我國比較為完善的汽車平順性評價方法體系。 汽車的平順性主要是保持汽車在行駛過程中產(chǎn)生的振動和沖擊環(huán)境對乘員舒適性的影響在一定界限之內(nèi)，因此平順性主要根據(jù)乘員主觀感受的舒適性來評價，對載貨汽車還包括保持貨物完好的性能，它是現(xiàn)代高速汽車的主要性能之一。 .1 人體對振動的反應(yīng) 汽車的振動通過人體表面作用于人，在人的體內(nèi)引起一系列生理、心理反應(yīng)，是人體感到不舒適的主要來源。根據(jù)振動的反應(yīng)結(jié)果可分為以下幾類：健康狀況、舒適程度、工作效能、主觀感覺、暈車反應(yīng)等。然 而輕微的振動對人體是無害的，但是強(qiáng)度比較大的振動就會給人體健康造成危害，太過強(qiáng)烈的振動還直接導(dǎo)致人體器官的機(jī)械損傷。 汽車的振動對人體的影響，取決于振動的頻率、強(qiáng)度、作用方向和持續(xù)時間，根據(jù)每個人的心理與身體素質(zhì)不同，故對振動的敏感程度有很大的差異。 國際標(biāo)準(zhǔn)化組織 (ISO)，在 1997 年公布的 ISO 2631:1997 (E)《人體承受全身振動評價 —— 第一部分：一般要求》 ，這個標(biāo)準(zhǔn)主要用于評價長時間作用的隨機(jī)振動和多輸入點(diǎn)多軸向振動環(huán)境對人體的影響，能與主觀感覺更好的符合。我國對相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了修訂，公布了 GB/T49701996《汽車平順性隨機(jī)輸入行駛試驗(yàn)方法》。目前主要采用的是總加權(quán)值評價方法及其評價指標(biāo) [2][3]。 ISO 提出的 ISO2631《人體承受全身振動的評價指南》根據(jù)加速度均方根值給出在中心頻率 1～ 80HZ 振動頻率范圍內(nèi)人體對振動反應(yīng)的三種不同的感覺界限。我國根據(jù) ISO2631 標(biāo)準(zhǔn) 制定了國家標(biāo)準(zhǔn)《汽車平順性隨機(jī)輸入行駛試驗(yàn)方法》和《客車平順性評價指標(biāo)及極限》。