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(chǔ)，研究建立了一類較為復(fù)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(zhì)心處 X 向振動能量主要集中分布在 4~5Hz 頻率范圍內(nèi)，設(shè)法降低該頻率范圍內(nèi)的能量，將大大改善樣車的動態(tài)性能；鞍座質(zhì)心處 Z 向振動能量分布沒有明顯規(guī)律，在整個目標(biāo)頻率帶內(nèi)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(jìn)行濾波的結(jié)果；腳蹬質(zhì)心處 Z 向振動能量在 ~5Hz范圍內(nèi)出現(xiàn)了一系列較低的峰值，與鞍座質(zhì)心處 X 向振動能量分布規(guī)律有一定的聯(lián)系；腳蹬質(zhì)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(guān)。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(jī)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(biāo)準(zhǔn)。 模型建模時所做的簡化假設(shè) 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(diào)整的影響，山地自行車的運動不能保持在X ? Z平面內(nèi)，因此系統(tǒng)模型為一空間運動多體系統(tǒng)。 仿真結(jié)果與分析采用 Pro/ENGINEER 建立試驗車架模型，將其導(dǎo)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(yīng)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(quán)系數(shù)W i 對應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)中的Wk ，取值見表 23。 試驗方法與儀器設(shè)備選擇某品牌自行車集團(tuán)有限公司某型全減振山地自行車為研究對象。 國內(nèi)外山地自行車研究動態(tài)及存在問題 國內(nèi)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(xué)分析方面，1991 年唐山工程技術(shù)學(xué)院的王子良、黃永強根據(jù)隨機(jī)振動理論建立了自行車騎行系統(tǒng)動力學(xué)模型，按ISO2631 推薦評價方法對該模型進(jìn)行分析計算；1994 年鄭州七一三所的丁思遠(yuǎn)利用錘擊法對自行車車架作結(jié)構(gòu)動態(tài)特性分析，并根據(jù)分析結(jié)果重新設(shè)計了車架結(jié)構(gòu)；1995 年鄭州輕工業(yè)學(xué)院的楊向東、賀躍進(jìn)設(shè)計了有機(jī)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(jìn)行了試驗分析；之后，李亞平、殷安琪和王延漢又利用結(jié)構(gòu)振動理論對車架與前叉系統(tǒng)進(jìn)行了振動特性分析，計算了前叉的動應(yīng)力，為前叉斷裂的問題的研究提供了理論依據(jù)；2002 年，東南大學(xué)的董曉馬、汪鳳泉根據(jù)隨機(jī)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(jìn)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(nèi)外山地自行車研究動態(tài)及存在問題 4 國內(nèi)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(shè)備 6 試驗結(jié)果與分析 7 仿真結(jié)果與分析 9第三章 路—山—人系統(tǒng)的建立及其系統(tǒng)力學(xué)分析 12 引言 12 模型建模時所做的簡化假設(shè) 13 路面不平度模型的建立 13 系統(tǒng)動力學(xué)分析 14 山地自行車騎行動態(tài)性能評價 17第四章 結(jié)論 18參考文獻(xiàn) 19 第一章 緒論 研究的背景及意義近年來機(jī)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(jī)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(dǎo)致了燃油價格的飛漲，整個社會面臨重重矛盾。在此基礎(chǔ)上，針對二維、完整約束問題設(shè)計了一類計算多剛體系統(tǒng)動力學(xué)分析程序的結(jié)構(gòu)，并使用計算機(jī)高級程序語言初步實現(xiàn)了該程序的運動學(xué)分析與動力學(xué)分析功能，最后選用了兩個典型算例驗證了本文動力學(xué)分析程序的正確性。在此基礎(chǔ)上，本文擴(kuò)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(xué)模型；包含力學(xué)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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