山地自行車騎行動(dòng)態(tài)性能研究論文-免費(fèi)閱讀
【正文】 該系統(tǒng)中包含了一種使用人體舒適性知覺模型對(duì)山地自行車騎行動(dòng)態(tài)性能進(jìn)行分析的方法，該方法為山地自行車的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)工作提供了一類具有可操作性的設(shè)計(jì)結(jié)果評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。 山地自行車騎行動(dòng)態(tài)性能評(píng)價(jià) ISO2631 中規(guī)定的舒適性程度與振動(dòng)信號(hào)頻域加權(quán)加速度值之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系如下表所示 利用騎行者知覺模型及 節(jié)的結(jié)果對(duì)該型全減振山地自行車動(dòng)態(tài)性能給出評(píng)價(jià)。該模型簡(jiǎn)單方便，目前應(yīng)用廣泛，但是該模型計(jì)算量與要生成序列的長(zhǎng)度的平方成正比，故當(dāng)模型精度有較高要求時(shí)，該模型計(jì)算量偏大。由于人體對(duì)不同頻率范圍的振動(dòng)信號(hào)的舒適性感受存在差異，目前提出的人體承受振動(dòng)舒適性的評(píng)價(jià)指標(biāo)為多個(gè)指定測(cè)量位置加速度信號(hào)的頻域加權(quán)值，因此本文中路面模型的優(yōu)劣評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該是：準(zhǔn)確反映路面信息空間域和時(shí)間域的統(tǒng)計(jì)規(guī)律 準(zhǔn)確反映路面信息在頻率域中的規(guī)律。但由于山地自行車的主要所受為Z方向路面不平度激勵(lì)，且大部分情況下自行車?yán)@X 軸方向側(cè)傾角較小，故可將系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)化X ? Z平面內(nèi)的運(yùn)動(dòng)： 對(duì)于路面模型的簡(jiǎn)化假設(shè)：由于與車輛平順性研究目的類似，本文路模型忽略了路面在車胎作用下發(fā)生的自身變形，選用了在車輛平順性研究中普遍采用的路面不平度模型。使用ADAMS 軟件建立試驗(yàn)系統(tǒng)激振試驗(yàn)臺(tái)仿真模型，并進(jìn)行選定頻率下的仿真試驗(yàn)。ISO26311 中未對(duì)車把處頻率加權(quán)系數(shù)W i 進(jìn)行規(guī)定，有待進(jìn)一步研究。該車車架主要材料為鋁合金，其后懸架采用四連桿減振機(jī)構(gòu)，前叉采用普通套筒式減振裝置，前叉選擇普通彈簧作為減振元件，后懸架減振機(jī)構(gòu)選擇普通彈簧、液壓及氣壓三類常用減振器作為減振元件。 在山地自行車及其它類型自行車結(jié)構(gòu)與機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)方面，1990 年西北輕工業(yè)學(xué)院的劉云霞、馬中興等對(duì)自行車在正常騎行狀況下的承載進(jìn)行了測(cè)試與分析，得出“騎行者—自行車”傳遞系統(tǒng)載荷的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)；之后，沈義明、晏恒等以車架重量最小為目標(biāo)對(duì)車架結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，并對(duì)車架剛度、強(qiáng)度進(jìn)行了校核； 2000 年臺(tái)灣國(guó)立中山大學(xué)機(jī)械工程研究所的許正和，陳正升對(duì)減振山地自行車后懸架機(jī)構(gòu)進(jìn)行了分析與設(shè)計(jì)，并設(shè)計(jì)了相應(yīng)的分析與設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)程序；2001 年北京工業(yè)大學(xué)的王建華、楊文通等基于運(yùn)動(dòng)自行車車架結(jié)構(gòu)的參數(shù)化設(shè)計(jì)，開發(fā)了專用的 CAD 設(shè)計(jì)系統(tǒng)。推廣使用自行車作為代步工具不失為緩解上述矛盾的一種方法；同時(shí)，經(jīng)濟(jì)的發(fā)展使得城鄉(xiāng)居民對(duì)于生活品質(zhì)有了更高的追求，既可強(qiáng)健體魄又能愉悅身心的自行車運(yùn)動(dòng)方興未艾。該部分內(nèi)容在自行設(shè)計(jì)完善的可用于山地自行車騎行動(dòng)態(tài)性能分析的計(jì)算多體動(dòng)力學(xué)分析軟件方面進(jìn)行了有益的探索。在山地自行車騎行動(dòng)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(guó)家相關(guān)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)并進(jìn)行了該款山地自行車車架的振動(dòng)試驗(yàn)。 從世界范圍來看，各主要發(fā)達(dá)國(guó)家?guī)缀鯚o一例外的采取了鼓勵(lì)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(dòng)計(jì)劃，包括自行車道路網(wǎng)的擴(kuò)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)。 綜上所述，國(guó)內(nèi)針對(duì)山地自行車動(dòng)態(tài)騎行性能方面的研究不多，部分研究中建立的動(dòng)力學(xué)模型過于簡(jiǎn)單，且所做研究大多集中在自行車的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面。減振器主要參數(shù)見表 。 w（）。仿真試驗(yàn)系統(tǒng)建模時(shí)進(jìn)行如下簡(jiǎn)化：根據(jù)材料估算各運(yùn)動(dòng)副間摩擦（動(dòng)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。 對(duì)于山地自行車模型的假設(shè)：因?yàn)樯降刈孕熊嚨募懿娑酁榉忾]的三角形結(jié)構(gòu)，故架叉具有較好的剛度，故可將其簡(jiǎn)化為多剛體系統(tǒng)模型；山地自行車輪胎模型的建立時(shí)所做假設(shè)和騎行者模型的建立時(shí)所做假設(shè)則參考相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行。 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(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合這幾類模型的特點(diǎn)對(duì)現(xiàn)有路面不平度模型分別進(jìn)行評(píng)價(jià)。2004 年重慶大學(xué)常志權(quán)使用諧波疊加模型對(duì)路面不平度進(jìn)行了數(shù)值模型。舒適性評(píng)價(jià)中，因?yàn)轵T行者腳部振動(dòng)Z 向的峰值因子為 ，臀部振動(dòng)Z 向的峰值因子為 ，依據(jù) ISO2631 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定可選用瞬時(shí)頻域加權(quán)加速度均方根值（MTVV）作為評(píng)價(jià)指標(biāo),本文騎行者知覺模型計(jì)算出的 MTVV /s ，對(duì)比表 32 可得出騎行者感覺極端不舒適的結(jié)論。利用路面—山地自行車—騎行者系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)分析結(jié)果，使用本文建立的人體知覺模型對(duì)樣車騎行動(dòng)態(tài)性能進(jìn)行評(píng)價(jià)，程序評(píng)價(jià)結(jié)果認(rèn)為在本文試驗(yàn)條件下，騎行者感覺極端不舒適，長(zhǎng)期騎
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