【正文】 值，稱為路面不平度系數(shù)，單位為米的立方；w為頻率指數(shù)，為雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)上斜線的斜率，它決定路面功率譜密度的頻率結(jié)構(gòu)。本文以正弦波進(jìn)行模擬，隨機(jī)正弦波疊加法采用以離散譜逼近目標(biāo)隨機(jī)過(guò)程的模型，是一種離散化數(shù)值模擬路面的方法。通常把道路垂直縱斷面與道路表面的交線作為路面不平度的樣本，通過(guò)樣本的數(shù)學(xué)特征—方差或功率譜密度函數(shù)來(lái)描述路面。 路面激勵(lì)的擬合不管是標(biāo)準(zhǔn)道路譜，還是實(shí)測(cè)道路譜，其功率譜密度函數(shù)（PSD）是路面不平度的一個(gè)統(tǒng)計(jì)量。隨著分形理論和小波理論的發(fā)展，提出了分形分析模型和小波分析模型，但兩者還都處于研究的初始階段，對(duì)于這兩種理論在路面不平度特性的描述以及使用方法還有待進(jìn)一步研究。隨機(jī)輸入激勵(lì)是指路面長(zhǎng)度方向上的連續(xù)激勵(lì)，如粗糙不平的路面等，它是現(xiàn)代公路的主要形式；脈沖輸入激勵(lì)是指在較短時(shí)間內(nèi)的離散事件，并且有較強(qiáng)的強(qiáng)度，如平坦道路上明顯的凸包或凹坑等。第5章，全文總結(jié)。重點(diǎn)介紹國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO26311(1997)《人體承受全身振動(dòng)的評(píng)價(jià)指南》及GB/T49701996《汽車平順性隨機(jī)輸入試驗(yàn)方法》，在此基礎(chǔ)上確定本文的評(píng)價(jià)方法，得到的駕駛員座椅處加權(quán)加速度均方根值和加權(quán)振級(jí)，然后根據(jù)該值與人的主觀感覺(jué)的對(duì)應(yīng)關(guān)系進(jìn)行乘坐舒適度評(píng)價(jià)。本文重點(diǎn)研究了汽車的時(shí)域路面激勵(lì)模型。對(duì)于加快新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)進(jìn)程，降低開(kāi)發(fā)費(fèi)用，提高產(chǎn)品性能和可靠性具有實(shí)際的應(yīng)用價(jià)值。此外，該軟件現(xiàn)有的六十多個(gè)工具箱，可以解決數(shù)學(xué)和工程領(lǐng)域的絕大多數(shù)問(wèn)題。該軟件的特點(diǎn)可以歸納為以下幾點(diǎn)：（1）簡(jiǎn)單易學(xué)MATLAB是一門編程語(yǔ)言，其語(yǔ)法規(guī)則與一般的結(jié)構(gòu)化高級(jí)編程語(yǔ)言如C語(yǔ)言等大同小異，而且它不需要定義變量和數(shù)組，使用更加方便。 MATLAB軟件介紹由于本文采用的很多方法都要通過(guò)MATLAB軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)，所以在此介紹MATLAB軟件，方便閱覽。八十年代對(duì)汽車座椅的試驗(yàn)分析工作中，說(shuō)明座椅是影響汽車平順性的重要因素。再例如應(yīng)用數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)方法成功地設(shè)計(jì)出了汽車試驗(yàn)跑道。 國(guó)內(nèi)汽車平順性的研究從七十年代后期以來(lái)，隨著隨機(jī)振動(dòng)理論、概率論、電子計(jì)算機(jī)技術(shù)在汽車行業(yè)中普及應(yīng)用，以及一些先進(jìn)試驗(yàn)測(cè)試設(shè)備、儀器的引進(jìn)，我國(guó)汽車平順性的實(shí)驗(yàn)研究工作有了突飛猛進(jìn)的進(jìn)展。因此，空間整車模型的基本特征是，同時(shí)考慮了汽車車身的垂直、俯仰和側(cè)傾運(yùn)動(dòng)，更能全面描述汽車的整體振動(dòng)特性?？紤]了人體和座椅的三自由度系統(tǒng)力學(xué)模型，不僅可以考慮車輪載荷與安全性的關(guān)系，還可以考慮人體加速度與振動(dòng)舒適性的關(guān)系。 動(dòng)力學(xué)模型的選擇在動(dòng)力學(xué)模型的選擇方面，經(jīng)常使用的基于集中參數(shù)法的汽車結(jié)構(gòu)系統(tǒng)振動(dòng)的力學(xué)模型可分為三類：1/4汽車模型、1/2汽車模型和空間整車模型。而且，復(fù)雜的模型在計(jì)算機(jī)上求解時(shí)間長(zhǎng)，且一旦模型出錯(cuò)，很難準(zhǔn)確查找問(wèn)題。汽車動(dòng)態(tài)仿真的方法可以分為兩大類：多體參數(shù)法和集中參數(shù)法。國(guó)內(nèi)外學(xué)者在汽車平順性的建模與仿真方面進(jìn)行了大量的研究及其應(yīng)用，但是，汽車建模與仿真方法等的簡(jiǎn)單、快速和精確程度不僅影響著預(yù)測(cè)結(jié)果的真實(shí)性，更影響著設(shè)計(jì)周期的長(zhǎng)短、生產(chǎn)成本的高低。然而，汽車平順性的試驗(yàn)研究固然重要，但是由于采用樣車試驗(yàn)的方法，設(shè)計(jì)周期長(zhǎng)，浪費(fèi)大量的人力、物力和財(cái)力，不能滿足現(xiàn)代汽車快速更新、生產(chǎn)周期短和汽車生產(chǎn)商之間激烈競(jìng)爭(zhēng)的要求，使得汽車平順性的建模與仿真研究變得非常重要。目前，我國(guó)擁有汽車制造汽車廠家超過(guò)10家，如中國(guó)第一汽車集團(tuán)公司、重慶汽車集團(tuán)公司、中國(guó)東風(fēng)汽車集團(tuán)公司、陜西汽車集團(tuán)公司、北汽福田公司等，各廠家都有自己的特點(diǎn)和能力，但差距各異。因此，提高載重車輛的平順性十分必要。我國(guó)的汽車市場(chǎng)從進(jìn)入新世紀(jì)以來(lái)，取得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，銷售業(yè)績(jī)基本上是一路走高，增長(zhǎng)迅速。因此，平順性優(yōu)劣直接影響到乘員的舒適性，并波及車輛動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性的發(fā)揮，是車輛在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中爭(zhēng)奪優(yōu)勢(shì)的一項(xiàng)重要性能指標(biāo)。汽車平順性的降低不僅使工作效率降低，還嚴(yán)重影響著人的身心健康，長(zhǎng)期處于不舒適的振動(dòng)環(huán)境中，不僅容易引起疲勞、心慌，還容易引發(fā)各種心臟疾病。低速會(huì)使燃油燃燒不充分，而使燃油經(jīng)濟(jì)性變差，排放性也變差。對(duì)于汽車本身而言，由于各種性能相互影響，因此，作為汽車的性能指標(biāo)之一的平順性也影響著其它性能的發(fā)揮。汽車平順性的優(yōu)劣直接影響到乘員的舒適性和貨物的完整性，并制約著汽車動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性的發(fā)揮及零部件的使用壽命。作者簽名： 日期： 年 月 日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書(shū)本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國(guó)家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。作者簽名：　　 　 　　 日　 期：　　 　 　　 學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果?；搓幑W(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文）第 I 頁(yè) 共54 頁(yè)目 錄1 緒論 2 2 3 4 國(guó)內(nèi)外汽車平順性建模與仿真研究現(xiàn)狀 4 面向結(jié)構(gòu)和面向參數(shù)的方法比較 4 動(dòng)力學(xué)模型的選擇 5 國(guó)內(nèi)汽車平順性的研究 6 MATLAB軟件介紹 7 本文主要研究?jī)?nèi)容 72 路面激勵(lì) 8 8 9 隨機(jī)路面擬合的方法 9 路面激勵(lì)的擬合 9 路面激勵(lì)的生成 11 13 143 汽車模型建立 16 模型建立 16 微分方程的建立 18 微分方程的矩陣表達(dá)式 194 MATLAB軟件下平順性的計(jì)算及分析 21 利用MATLAB編寫改進(jìn)的歐拉方法后的微分方程的解法 21 24 平順性的計(jì)算以及評(píng)價(jià) 26 各種汽車參數(shù)對(duì)平順性的影響 28結(jié)論 31致謝 32參考文獻(xiàn) 33 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說(shuō)明原創(chuàng)性聲明本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），是我個(gè)人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。作 者 簽 名：　　 　 　　日　 期：　　 　 　　 指導(dǎo)教師簽名：　　 　 　　 日　　期：　　 　 　　 使用授權(quán)說(shuō)明本人完全了解 大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)?？梢圆捎糜坝　⒖s印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)校可以公布論文的部分或全部?jī)?nèi)容。本人完全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。作者簽名： 日期： 年 月 日導(dǎo)師簽名： 日期： 年 月 日指導(dǎo)教師評(píng)閱書(shū)指導(dǎo)教師評(píng)價(jià)：一、撰寫（設(shè)計(jì)）過(guò)程學(xué)生在論文（設(shè)計(jì)）過(guò)程中的治學(xué)態(tài)度、工作精神□ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格學(xué)生掌握專業(yè)知識(shí)、技能的扎實(shí)程度□ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)和專業(yè)技能分析和解決問(wèn)題的能力□ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格研究方法的科學(xué)性；技術(shù)線路的可行性；設(shè)計(jì)方案的合理性□ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格完成畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）期間的出勤情況□ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格二、論文（設(shè)計(jì)）質(zhì)量論文（設(shè)計(jì)）的整體結(jié)構(gòu)是否符合撰寫規(guī)范？□ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格是否完成指定的論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)（包括裝訂及附件）？□ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格三、論文（設(shè)計(jì)）水平論文（設(shè)計(jì)）的理論意義或?qū)鉀Q實(shí)際問(wèn)題的指導(dǎo)意義□ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格論文的觀念是否有新意？設(shè)計(jì)是否有創(chuàng)意？□ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格論文（設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)）所體現(xiàn)的整體水平□ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格建議成績(jī)：□ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格（在所選等級(jí)前的□內(nèi)畫“√”）指導(dǎo)教師： （簽名） 單位： （蓋章）年 月 日評(píng)閱教師評(píng)閱書(shū)評(píng)閱教師評(píng)價(jià)：一、論文（設(shè)計(jì)）質(zhì)量論文（設(shè)計(jì)）的整體結(jié)構(gòu)是否符合撰寫規(guī)范？□ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格是否完成指定的論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)（包括裝訂及附件）？□ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格二、論文（設(shè)計(jì)）水平論文（設(shè)計(jì)）的理論意義或?qū)鉀Q實(shí)際問(wèn)題的指導(dǎo)意義□ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格論文的觀念是否有新意？設(shè)計(jì)是否有創(chuàng)意？□ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格論文（設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)）所體現(xiàn)的整體水平□ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格建議成績(jī)：□ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格（在所選等級(jí)前的□內(nèi)畫“√”）評(píng)閱教師： （簽名） 單位： （蓋章）年 月 日教研室（或答辯小組）及教學(xué)系意見(jiàn)教研室（或答辯小組）評(píng)價(jià)：一、答辯過(guò)程畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）的基本要點(diǎn)和見(jiàn)解的敘述情況□ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格對(duì)答辯問(wèn)題的反應(yīng)、理解、表達(dá)情況□ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格學(xué)生答辯過(guò)程中的精神狀態(tài)□ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格二、論文（設(shè)計(jì)）質(zhì)量論文（設(shè)計(jì)）的整體結(jié)構(gòu)是否符合撰寫規(guī)范？□ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格是否完成指定的論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)（包括裝訂及附件）？□ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格三、論文（設(shè)計(jì)）水平論文（設(shè)計(jì)）的理論意義或?qū)鉀Q實(shí)際問(wèn)題的指導(dǎo)意義□ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格論文的觀念是否有新意？設(shè)計(jì)是否有創(chuàng)意？□ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格論文（設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)）所體現(xiàn)的整體水平□ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格評(píng)定成績(jī)：□ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格（在所選等級(jí)前的□內(nèi)畫“√”）教研室主任（或答辯小組組長(zhǎng)）： （簽名）年 月 日教學(xué)系意見(jiàn)：系主任： （簽名）年 月 日1 緒論汽車平順性是指汽車過(guò)程中能保證乘員不致因車身振動(dòng)而引起不舒適和疲乏感覺(jué)，以及保持運(yùn)載貨物完整無(wú)損的性能。因此，汽車平順性的研究日益受到國(guó)內(nèi)外的重視。為了減小振動(dòng)產(chǎn)生的沖擊，必須放慢車速，但卻使運(yùn)輸效率降低。目前調(diào)查表明，60%以上的人乘車過(guò)程中有過(guò)難受、暈車甚至嘔吐的經(jīng)歷。因此，研究平順性的意義重大，必須不斷增加研究深度，拓寬研究領(lǐng)域，滿足不同行業(yè)的需求。而汽車由于具有運(yùn)輸效率高、運(yùn)輸成本低的特點(diǎn)，逐漸成為公路運(yùn)輸?shù)膶檭?。同時(shí)，平順性對(duì)車輛油耗和車體損傷也有重要影響。瑞典的沃爾沃和斯堪尼亞正在力求在新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)方面縮短與奔馳公司產(chǎn)品的距離，以此來(lái)提高自己產(chǎn)品的市場(chǎng)占有份額。最初是通過(guò)試驗(yàn)評(píng)價(jià)汽車平順性的好壞，同時(shí)驗(yàn)證汽車建模與仿真結(jié)果的正確與否。更重要的是可以預(yù)測(cè)新產(chǎn)品的平順性，發(fā)現(xiàn)平順性存在的問(wèn)題并及時(shí)解決，同時(shí)還能優(yōu)化各參數(shù)間的匹配關(guān)系，改善平順性，縮短設(shè)計(jì)周期，降低生產(chǎn)成本，在設(shè)計(jì)初期就能夠預(yù)測(cè)各部件對(duì)汽車平順性的影響。20世紀(jì)70年代，汽車動(dòng)態(tài)仿真技術(shù)已在國(guó)外得到普及，產(chǎn)生了不同復(fù)雜程度的汽車型。商業(yè)化的多體參數(shù)法的軟件需要使用者有很高的專業(yè)水平，同時(shí)，應(yīng)用軟件建的汽車模型一般自由度很多，有些參數(shù)難以得到，所以不能從整體上保證系統(tǒng)的準(zhǔn)性。在汽車設(shè)計(jì)初期，由于不能完全得到汽車結(jié)構(gòu)，應(yīng)用集中參數(shù)法建立汽車結(jié)構(gòu)系統(tǒng)振動(dòng)的力學(xué)模型，對(duì)汽車平順性的預(yù)測(cè)與分析是非常有效的。雙質(zhì)量系統(tǒng)力學(xué)模型考慮了輪胎彈性和質(zhì)量，能夠反映車輪高頻振動(dòng)時(shí)的動(dòng)態(tài)特性，更接近汽車振動(dòng)的實(shí)際情況，這種模型在汽車的安全性及車輪對(duì)路面的損傷研究方面，能夠反映懸架與路面損傷兩者之間的關(guān)系。圖 11（3）空間整車模型由于左右車輪對(duì)汽車的真實(shí)激勵(lì)并不完全相同，而是具有一定的相關(guān)性，使得汽車產(chǎn)生了側(cè)傾振動(dòng)。所以此次設(shè)計(jì)采用的是1/2汽車模型。這套標(biāo)準(zhǔn)主要強(qiáng)調(diào)平順性的不僅與真懂得強(qiáng)度有關(guān)，而且與振動(dòng)的頻率和方向有關(guān)?；幸恍┭芯砍晒航?jīng)應(yīng)用到了產(chǎn)品中，使汽車平順性提到了改善。1996年吉林工業(yè)大學(xué)林逸等對(duì)汽車座椅計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了廣泛的探討研究，該文通過(guò)建立7個(gè)自由度汽車動(dòng)力學(xué)模型，對(duì)汽車座椅平順性進(jìn)行了仿真計(jì)算，并對(duì)座椅剛度、阻尼進(jìn)行了優(yōu)化，提出了汽車座椅參數(shù)化繪