山地自行車騎行動態(tài)性能研究論文-全文預(yù)覽
【正文】 0S型鋁合金全減振山地自行車為樣車，依據(jù)國家相關(guān)檢測標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計并開展了該款山地自行車車架的振動試驗與仿真試驗。舒適性評價中，因為騎行者腳部振動Z 向的峰值因子為 ，臀部振動Z 向的峰值因子為 ，依據(jù) ISO2631 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定可選用瞬時頻域加權(quán)加速度均方根值（MTVV）作為評價指標(biāo),本文騎行者知覺模型計算出的 MTVV /s ，對比表 32 可得出騎行者感覺極端不舒適的結(jié)論。對所需加速度信號從 90s 時刻開始進(jìn)行采樣，采樣時間共計 60s。2004 年重慶大學(xué)常志權(quán)使用諧波疊加模型對路面不平度進(jìn)行了數(shù)值模型。ARMA 模型是一種通過嚴(yán)格數(shù)學(xué)推導(dǎo)建立起來的隨機過程模型，其參數(shù)計算有多種算法一旦模型參數(shù)確定就可以迅速遞推出所需任意長度的隨機序列，但就一般而言，計算所得參數(shù)并不能保證 ARMA 過程的收斂，需要對參數(shù)進(jìn)一步進(jìn)行修正。 現(xiàn)有的主要路面不平度模型有過濾泊松過程模型、ARMA 模型、諧波疊加模型，下面參考上文提出的模型優(yōu)劣評價標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合這幾類模型的特點對現(xiàn)有路面不平度模型分別進(jìn)行評價。對于測量法而言，由于受到測量儀器設(shè)備、場地等諸多條件限制，研究人員獲得大量的實際測量數(shù)據(jù)比較困難；故通常研究采用的是數(shù)值模擬法，該法參考相關(guān)部門與機構(gòu)制定的路面不平度模型標(biāo)準(zhǔn)，建立合適的數(shù)學(xué)模型，通過數(shù)值模擬的方法產(chǎn)生所需路面不平度數(shù)據(jù)。 對于山地自行車模型的假設(shè)：因為山地自行車的架叉多為封閉的三角形結(jié)構(gòu)，故架叉具有較好的剛度，故可將其簡化為多剛體系統(tǒng)模型；山地自行車輪胎模型的建立時所做假設(shè)和騎行者模型的建立時所做假設(shè)則參考相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行。完整的路面—山地自行車—騎行者系統(tǒng)靜態(tài)結(jié)構(gòu)如圖 。仿真試驗系統(tǒng)建模時進(jìn)行如下簡化：根據(jù)材料估算各運動副間摩擦（動摩擦系數(shù)為 ，靜摩擦系數(shù)取 ）；忽略配重連接件質(zhì)量；線性化彈性元件剛度與尼。考慮到氣壓、液壓減振器的成本及可靠性，可選用彈簧減振器作為山地自行車減振元件，且不會損失山地自行車車架的減振性能。 w（）。圖 試驗結(jié)果與分析 使用公式(21)計算選定頻率下振動加速度信號的均方根值a max （21）ISO2631 中采用振動加速度信號的頻域加權(quán)均方根值aw作為基本評價指標(biāo)式中 aw( t)為加速度頻率加權(quán)時間歷程函數(shù)；T 為測量時間。減振器主要參數(shù)見表 ?？紤]到該類系統(tǒng)的復(fù)雜性，直接使用試驗方法研究完整的該系統(tǒng)存在一定困難，故本章將首先依據(jù)國家相關(guān)檢驗標(biāo)準(zhǔn)對山地自行車車架進(jìn)行動力學(xué)建模，而后利用現(xiàn)有的儀器設(shè)備，對車架模型的可靠性及適用性范圍進(jìn)行驗證。 綜上所述，國內(nèi)針對山地自行車動態(tài)騎行性能方面的研究不多，部分研究中建立的動力學(xué)模型過于簡單，且所做研究大多集中在自行車的結(jié)構(gòu)設(shè)計方面。具體而言，本文的研究重點是：全減振山地自行車的騎行動態(tài)性能。 從世界范圍來看，各主要發(fā)達(dá)國家?guī)缀鯚o一例外的采取了鼓勵自行車行業(yè)發(fā)展的政策，且政策卓有成效：如丹麥哥本哈根市 20002003 年預(yù)算中寫明：“制定全面改善自行車使用條件的行動計劃，包括自行車道路網(wǎng)的擴展方案，提高通行能力、提高安全性和舒適性的方案，以及必要的設(shè)施維護(hù)。研究建立的路面—山地自行車—騎行者系統(tǒng)為今后山地自行車進(jìn)一步的力學(xué)分析提供了動力學(xué)模型基礎(chǔ)，為山地自行車的計算輔助設(shè)計工作提供了一類具有可操作性的設(shè)計結(jié)果評價標(biāo)準(zhǔn)。在山地自行車騎行動態(tài)性能分析方面，本文以某型全減振山地自行車為例，首先依據(jù)國家相關(guān)檢測標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計并進(jìn)行了該款山地自行車車架的振動試驗。CDIO項目設(shè)計（I）機械基礎(chǔ)項目 設(shè) 計 題 目: 自行車騎行動態(tài)性能研究 學(xué) 生 姓 名: 學(xué) 生 學(xué) 號: 學(xué) 部 （系): 專 業(yè) 年 級: 指 導(dǎo) 教 師: 2012 年 10 月16 日摘要本文首先探討了二維、完整約束情況下，計算多剛體系統(tǒng)動力學(xué)笛卡兒數(shù)學(xué)模型及算法的計算機程序?qū)崿F(xiàn)；然后以山地自行車騎行動態(tài)性能分析為目的，針對某型全減振山地自行車開展了相應(yīng)的試驗與理論
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