【正文】 上時 兩種模型的減振效果。 其 數(shù)學 模型可以寫作： 0)()( 00 ????? zzkzzczm sss ???? ?? ( 1) 彈簧與減振器串聯(lián)連接 如圖 和 ，這種結構稱為分布式結構單元，有關文獻 [13]指出：在阻尼設計時，分布式結構單元具有獨特的優(yōu)點，即能在寬頻范圍內放大阻尼，因而它和傳統(tǒng)的集中式減振器相比，能在寬 頻帶范圍有效的對結構減振，其減振效果要高好幾個數(shù)量級。 其 數(shù)學 模型可以寫作： )()()( 100 kssss zzczzkzzczm ?????? ?????? ?? ( 6) )()( 011 zzkzzc kks ??? ?? ( 7) 復合型附加彈性棒與坐墊連接時的力學模型 圖 復合式減振座椅力學模型 2 圖中， m 為減振座椅和司機質量和； k 為彈簧剛度系數(shù)； c為阻尼器阻尼系數(shù)； k1為附加彈簧剛度系數(shù)； c1為附加阻尼器阻尼系數(shù) , zs表示座椅位移， zk表示彈簧和阻尼器連接點的位移， z0為車底板位移。但是當激勵振幅為 20cm 時，穩(wěn)態(tài)振幅都穩(wěn)定在 10cm 上下，所以這種模型不適合被座椅生產選用。 對復合型減振座椅數(shù)學模型進行仿真時，必須 對方程（ 6）（ 7） 進行如下變換： 令 zs=z1, zk=z2, 那么 （ 6）（ 7） 可 以寫成： 0)()()( 21101011 ??????? zzczzkzzczm ?????? ?? ( 22) 20xx 級本科生畢業(yè)論文 第 38 頁 共 64 頁 )()( 021211 zzkzzc ??? ?? ?? ( 23) 運用 MATLAB 仿真時，需要將上式寫成以下的方程組： 31 zz?? ?? ( 24) )( 021132 zzckzz ???? ?? ( 25) )]()()([1 02101033 zzkzzkzzcmz ??????? ?? ?? ( 26) 鑒于前面 串聯(lián) 和串聯(lián)模型仿真得到的規(guī)律，為了使座椅具有更好的減振效果，應該取較大的阻尼系數(shù)，取較小的彈簧剛度系數(shù)，所以在 fc 型仿真中本文只 選了較典型的幾組數(shù)據(jù)，在表 3 中有詳細的說明。在主彈簧剛度系數(shù)和附加彈簧剛 度系數(shù)變動幅度一樣的情況下，改變主彈簧剛度系數(shù)時對穩(wěn)態(tài)幅值的影響更加顯著，而改變附加剛度系數(shù)對二者的影響很微小。所以為減振效果更佳可以取較大的 c1。所以為了具有更好的減振效果，主彈簧 剛度系數(shù)盡可能取小 ， 而附加彈簧剛度系數(shù)選取范圍較寬。 在取相同地參數(shù)時，兩者達到穩(wěn)態(tài)所用時間大致相同， 串聯(lián)型彈性棒在上式 的穩(wěn)態(tài)振幅較之 并 聯(lián) 型要稍小。隨著其他技術的采用，并 、 串聯(lián)的比較可以得出更詳細的結果。 李老師有著嚴謹?shù)闹螌W風范，開闊的思維，他認真的治學態(tài)度將令我受益終身。 論文的完成， 及 我的點滴進步都是老師關心與栽培的結果，在此再次表示衷心的感謝，師恩永駐我心。也就是說各種模型中的彈性棒主要控制達到穩(wěn)態(tài)后的穩(wěn)態(tài)幅值，彈性棒的剛度系數(shù)越大，穩(wěn)態(tài)振幅越大；而阻尼器主要控制減振系統(tǒng)把振動衰減到穩(wěn)態(tài)所用的時間，阻尼系數(shù)越大，所用時間越短。在趨于穩(wěn)態(tài)的過程中 串聯(lián)型彈性棒在上式 系統(tǒng)振幅小很多，采用這種減振模型會增加乘坐舒適度。為了取得更好的減振效果，我們取較大的 c，取較小的 k。所以為減振效果更佳可以取較小的附加 k1。 綜上所述， 適當加大主阻尼系數(shù)或者附加阻尼系數(shù)，或者兩者都適當取大時，可以使衰減到穩(wěn)態(tài)的時間變短；適當取小主彈簧剛度系數(shù)可以有效地降低穩(wěn)態(tài)振20xx 級本科生畢業(yè)論文 第 48 頁 共 64 頁 幅，而附加彈簧剛度系數(shù)可以在較寬地范圍內選取。這樣主彈簧 剛度系數(shù) k依次取 300、 500 mN/ ，主阻尼系數(shù) c 依次取 30 msN /? ，附加彈簧剛度系數(shù) k1也依次取 300、 500 mN/ ，主阻尼系數(shù) c1也依次取 30 msN /? ，這樣共有 16 組數(shù)據(jù)，這樣取值可以更準確的反映模型的減振性能。然后再取另外一個彈簧剛度系數(shù) k，在這個剛度系數(shù) k 下再次變換阻尼系數(shù) c，依次取 50 msN /? 得到另外一組坐墊位移在時間域上的輸出。 再取另外一個彈簧剛度系數(shù)，再依次變化阻尼器阻尼系數(shù)，得到另外一組坐墊的位移在時間域上的輸出。 串聯(lián)型阻尼器 在上 時的力學模型 20xx 級本科生畢業(yè)論文 第 7 頁 共 64 頁 圖 串聯(lián)式減振座椅力學模型 1 圖中， m 為減振座椅和司機質量和； k1為彈簧剛度系數(shù)； c1為阻尼器阻尼系數(shù) , zs表示座椅位移， zk表示彈簧和阻尼器連 接點的位移， z0表示車底板位移。 本文最后綜合得出，這幾種模型中最優(yōu)的減振模型，為汽車座椅研究提供理論和數(shù)據(jù)上的支持。 本論文研究目的及 內容 對于先在存在的多種減振座椅模型，本文運用 MATLAB 數(shù)值計算功能，圖形仿真功能，針對幾種減振座椅模型的仿真比較，得出其中減振效果最佳的，作為汽車生產的理論依；本文的仿真分析過程提供了一種新的座椅模型比較方法。3)還要爭取 座椅的固有頻率避開車身的固有頻率，避免產生共振 。 振動影響人體健康主要取決于 4方面： 1)振動的振幅值； 2)組成振動的各種頻率； 3)處于振動的時間長短； 4)振動方向。 本文根據(jù)多種文獻，確定了模型中阻尼系數(shù)、彈簧剛度系數(shù)，進而運用 MATLAB中仿真模擬技術，對各種減振座椅的數(shù)學模型在相同系數(shù)下進行了模擬，綜合比較仿真結果，得出串聯(lián)型 彈性棒在上時減振座椅具有更好的減振效果， 為座椅生產提供參考。振動對人體的危害嚴重影響到人體健康，消除或最大限度地減少振動對人是有好處的。 汽車座椅減振研究中的參數(shù)設定 振動是由不同的路面激勵引起的 ,在車輛座椅的研究中振源來自車輛的底20xx 級本科生畢業(yè)論文 第 4 頁 共 64 頁 板。 在第 3 章中，先做了仿真的方程轉換，然后進行了仿真，來確定各個系數(shù)對減振效果的影響，在串聯(lián)和并聯(lián)模型仿真時，先取某個確定的彈簧剛度系數(shù)，然后依次取阻尼系數(shù) 50 msN /? ；再取另外一個彈簧剛度系數(shù)，再依20xx 級本科生畢業(yè)論文 第 5 頁 共 64 頁 次取阻尼系數(shù)為 50 msN /? 。 并聯(lián)型減振座椅力學模型 圖 并聯(lián)式減振座椅力學模型 圖中， m 為減振座椅和司機質量和； k 為彈簧剛度系數(shù)； c為阻尼器阻尼系數(shù)； zs表示座椅位移， z0表示車底 板位移。它是由圓柱形軟彈簧和液力（粘性）減震器組成。 串聯(lián)系統(tǒng)仿真分析 對 串聯(lián) 聯(lián)型減振座椅模型進行仿真，首先必須進行方程式的轉換， 令 zs=z1, zk=z2, 那么方程 (2)和 (3)可以寫成： 0)( 2111 ??? zzczm ???? ?? ( 13) )()( 021211 zzkzzc ??? ?? ?? ( 14) 運用 MATLAB 仿真時， 令 31 zz?? ,那么方程 (13)和（ 14） 需要 寫成： 31 zz?? ?? ( 15) 20xx 級本科生畢業(yè)論文 第 19 頁 共 64 頁 )( 021132 zzckzz ???? ?? ( 16) )( 0213 zzmkz ???? ?? ( 17) 在仿真時，我們先取 某個 彈簧剛度系數(shù) k，然后阻尼系數(shù) c 依次取 50 msN /? ，得到一組坐墊位移在時間域上的輸出。當激勵的振幅為 20cm 時，穩(wěn)態(tài)振幅都穩(wěn)定在 0cm上下，所以這種模型比 cc型具有更好的減振效果。所以 附加彈簧剛度系數(shù)對減振效果的影響不大，而附加阻尼系數(shù)的改變可以改變振動衰減到穩(wěn)態(tài)的時間和穩(wěn)態(tài)振幅的大小。這樣主彈簧剛度系數(shù) k依次取 300、 500n/m，主阻尼系數(shù) c依次取 30ns/m，附加彈簧剛度系數(shù) k1也依次取 300、 500n/m，主阻尼系數(shù) c1也依次取 30ns/m，這樣共有 16 組數(shù)據(jù)，這樣取值可以 更準確的反映模型的減振性能。 此外， 主阻尼系數(shù)和附加阻尼系數(shù) 的 變化 對衰減到穩(wěn)態(tài)的時間和穩(wěn)態(tài)幅值的影響大致相同。 在串聯(lián)型 彈性棒在上式 減振系統(tǒng)中， 當 k一定時， c越大衰減時間越短， 穩(wěn)態(tài)振幅稍有增加； c 一定時， k 值越大，穩(wěn)態(tài)振幅稍有增加，在剛度系數(shù)低于1000 mN/ 時，剛度系數(shù)對穩(wěn)態(tài)振幅基本沒有影響，衰減時間基本不變；為了取得更好的減振效果，我們取較大的 c，取較小的 k。 討論與總結 串聯(lián)型彈性棒在上型和復合型中附加阻尼器在上型的比較中，同樣參考前面 中 的仿真結果，比較表 3 和表 4 中數(shù)據(jù)，可以看出在合適的參數(shù)匹配下，兩種模型都可以使振幅衰減到很?。欢易枘嵯禂?shù)在 20 msN /? 或30 msN /? 時，彈簧的剛度系數(shù)在 300 mN/ 或 500 mN/ 左右時，兩種模型使振動衰減到穩(wěn)態(tài)所用的時間也相差無幾，主要的并且是最明顯的區(qū)別 也 在于 衰減過程是坐墊以平衡位置為中心大幅振動而后趨于穩(wěn)態(tài)；而串聯(lián)型彈性棒在上式減振系統(tǒng)的衰減達到穩(wěn)態(tài)的過程是坐墊緩慢下降，最后在平衡位置上下穩(wěn)態(tài)振動。但本文可以十分清楚地表明這兩種模型地減振效果較之傳統(tǒng) 地并聯(lián)型減振模型要好