山地自行車騎行動態(tài)性能研究論文(存儲版)
【正文】 行該款山地自行車對人體健康存在著潛在威脅。以上述車架仿真模型為基礎，研究建立了一類較為復雜的完整路面—山地自行車—騎行者系統(tǒng)。 分析各加速度測量值的功率譜密度估計可以得出，在本文仿真試驗條件下，腳蹬與鞍座質心處 X 向振動能量主要集中分布在 4~5Hz 頻率范圍內，設法降低該頻率范圍內的能量，將大大改善樣車的動態(tài)性能；鞍座質心處 Z 向振動能量分布沒有明顯規(guī)律，在整個目標頻率帶內均有較高峰值存在，估計是由于樣車后懸架對路面不平度激勵進行濾波的結果；腳蹬質心處 Z 向振動能量在 ~5Hz范圍內出現(xiàn)了一系列較低的峰值，與鞍座質心處 X 向振動能量分布規(guī)律有一定的聯(lián)系；腳蹬質心處 X 向與 Z 向能量分布在 處的高峰值是由于騎行者以恒定速率蹬踏引起的，與路面不平度激勵無關。諧波疊加模型的核心是將路面不平度表示成大量具有隨機相位的諧波之和。 為便于判斷路面不平度模型優(yōu)劣，本節(jié)將給出路面模型的評價標準。 模型建模時所做的簡化假設 山地自行車正常騎行時，由于騎行者蹬踏自行車運動及其為維持平衡所做的調整的影響，山地自行車的運動不能保持在X ? Z平面內，因此系統(tǒng)模型為一空間運動多體系統(tǒng)。 仿真結果與分析采用 Pro/ENGINEER 建立試驗車架模型，將其導入 ADAMS 軟件。由于研究中單次試驗采用單一頻率簡諧激勵作為輸入，假定試驗系統(tǒng)為線性系統(tǒng)，選定頻率下的ai 值近似等于相應頻率下的a max，試驗載荷分配模擬人體坐姿狀態(tài)，此種姿勢下鞍座處頻率加權系數(shù)W i 對應標準中的Wk ，取值見表 23。 試驗方法與儀器設備選擇某品牌自行車集團有限公司某型全減振山地自行車為研究對象。 國內外山地自行車研究動態(tài)及存在問題 國內山地自行車研究動態(tài)及存在問題 在山地自行車及其它類型自行車動力學分析方面，1991 年唐山工程技術學院的王子良、黃永強根據隨機振動理論建立了自行車騎行系統(tǒng)動力學模型，按ISO2631 推薦評價方法對該模型進行分析計算；1994 年鄭州七一三所的丁思遠利用錘擊法對自行車車架作結構動態(tài)特性分析，并根據分析結果重新設計了車架結構；1995 年鄭州輕工業(yè)學院的楊向東、賀躍進設計了有機形態(tài)的碳纖維自行車車架，并對車架的強度、剛度、減振性能進行了試驗分析；之后，李亞平、殷安琪和王延漢又利用結構振動理論對車架與前叉系統(tǒng)進行了振動特性分析，計算了前叉的動應力，為前叉斷裂的問題的研究提供了理論依據；2002 年，東南大學的董曉馬、汪鳳泉根據隨機振動理論與 ISO2631，建立了山地自行車全懸架騎行振動模型，對山地自行車為減振系統(tǒng)參數(shù)進行了優(yōu)化，并將優(yōu)化前后的性能加以對比，證明了參數(shù)優(yōu)化的有效性。目錄摘要 1第一章 緒論 3 研究的背景及意義 3 國內外山地自行車研究動態(tài)及存在問題 4 國內山地自行車研究動態(tài)及存在問題 4 國外山地自行車研究動態(tài)及存在問題 5第二章 山地自行車車架振動試驗及仿真試驗 6 引言 6 試驗方法與儀器設備 6 試驗結果與分析 7 仿真結果與分析 9第三章 路—山—人系統(tǒng)的建立及其系統(tǒng)力學分析 12 引言 12 模型建模時所做的簡化假設 13 路面不平度模型的建立 13 系統(tǒng)動力學分析 14 山地自行車騎行動態(tài)性能評價 17第四章 結論 18參考文獻 19 第一章 緒論 研究的背景及意義近年來機動車數(shù)量激增使中國的城市交通系統(tǒng)面臨巨大壓力，機動車尾氣的大量排放使得環(huán)境污染日益加劇，國際原油價格的一路飚升更導致了燃油價格的飛漲，整個社會面臨重重矛盾。在此基礎上，針對二維、完整約束問題設計了一類計算多剛體系統(tǒng)動力學分析程序的結構，并使用計算機高級程序語言初步實現(xiàn)了該程序的運動學分析與動力學分析功能，最后選用了兩個典型算例驗證了本文動力學分析程序的正確性。在此基礎上，本文擴展前述的車架模型，建立了完整的路面—山地自行車—騎行者系統(tǒng)，系統(tǒng)包括：使用諧波疊加法與 ARMA （AutoR平度模型；樣車的多剛體動力學模型；包含力學模型與知覺模型的騎行者模型，其中的知覺模型參考 ISO2631 建立，為一種人
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