【正文】 上時(shí) 兩種模型的減振效果。 其 數(shù)學(xué) 模型可以寫(xiě)作： 0)()( 00 ????? zzkzzczm sss ???? ?? ( 1) 彈簧與減振器串聯(lián)連接 如圖 和 ，這種結(jié)構(gòu)稱(chēng)為分布式結(jié)構(gòu)單元，有關(guān)文獻(xiàn) [13]指出：在阻尼設(shè)計(jì)時(shí)，分布式結(jié)構(gòu)單元具有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，即能在寬頻范圍內(nèi)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(duì)結(jié)構(gòu)減振，其減振效果要高好幾個(gè)數(shù)量級(jí)。 其 數(shù)學(xué) 模型可以寫(xiě)作： )()()( 100 kssss zzczzkzzczm ?????? ?????? ?? ( 6) )()( 011 zzkzzc kks ??? ?? ( 7) 復(fù)合型附加彈性棒與坐墊連接時(shí)的力學(xué)模型 圖 復(fù)合式減振座椅力學(xué)模型 2 圖中， m 為減振座椅和司機(jī)質(zhì)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(diǎn)的位移， z0為車(chē)底板位移。但是當(dāng)激勵(lì)振幅為 20cm 時(shí)，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(chǎn)選用。 對(duì)復(fù)合型減振座椅數(shù)學(xué)模型進(jìn)行仿真時(shí)，必須 對(duì)方程（ 6）（ 7） 進(jìn)行如下變換： 令 zs=z1, zk=z2, 那么 （ 6）（ 7） 可 以寫(xiě)成： 0)()()( 21101011 ??????? zzczzkzzczm ?????? ?? ( 22) 20xx 級(jí)本科生畢業(yè)論文 第 38 頁(yè) 共 64 頁(yè) )()( 021211 zzkzzc ??? ?? ?? ( 23) 運(yùn)用 MATLAB 仿真時(shí)，需要將上式寫(xiě)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(yīng)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(xì)的說(shuō)明。在主彈簧剛度系數(shù)和附加彈簧剛 度系數(shù)變動(dòng)幅度一樣的情況下，改變主彈簧剛度系數(shù)時(shí)對(duì)穩(wěn)態(tài)幅值的影響更加顯著，而改變附加剛度系數(shù)對(duì)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(shí)，兩者達(dá)到穩(wěn)態(tài)所用時(shí)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(shù)的采用，并 、 串聯(lián)的比較可以得出更詳細(xì)的結(jié)果。 李老師有著嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)風(fēng)范，開(kāi)闊的思維，他認(rèn)真的治學(xué)態(tài)度將令我受益終身。 論文的完成， 及 我的點(diǎn)滴進(jìn)步都是老師關(guān)心與栽培的結(jié)果，在此再次表示衷心的感謝，師恩永駐我心。也就是說(shuō)各種模型中的彈性棒主要控制達(dá)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(dòng)衰減到穩(wěn)態(tài)所用的時(shí)間，阻尼系數(shù)越大，所用時(shí)間越短。在趨于穩(wěn)態(tài)的過(guò)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(huì)增加乘坐舒適度。為了取得更好的減振效果，我們?nèi)≥^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(dāng)加大主阻尼系數(shù)或者附加阻尼系數(shù)，或者兩者都適當(dāng)取大時(shí)，可以使衰減到穩(wěn)態(tài)的時(shí)間變短；適當(dāng)取小主彈簧剛度系數(shù)可以有效地降低穩(wěn)態(tài)振20xx 級(jí)本科生畢業(yè)論文 第 48 頁(yè) 共 64 頁(yè) 幅，而附加彈簧剛度系數(shù)可以在較寬地范圍內(nèi)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(zhǔn)確的反映模型的減振性能。然后再取另外一個(gè)彈簧剛度系數(shù) k，在這個(gè)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(shí)間域上的輸出。 再取另外一個(gè)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(shí)間域上的輸出。 串聯(lián)型阻尼器 在上 時(shí)的力學(xué)模型 20xx 級(jí)本科生畢業(yè)論文 第 7 頁(yè) 共 64 頁(yè) 圖 串聯(lián)式減振座椅力學(xué)模型 1 圖中， m 為減振座椅和司機(jī)質(zhì)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(diǎn)的位移， z0表示車(chē)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(chē)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(nèi)容 對(duì)于先在存在的多種減振座椅模型，本文運(yùn)用 MATLAB 數(shù)值計(jì)算功能，圖形仿真功能，針對(duì)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(chē)生產(chǎn)的理論依；本文的仿真分析過(guò)程提供了一種新的座椅模型比較方法。3)還要爭(zhēng)取 座椅的固有頻率避開(kāi)車(chē)身的固有頻率，避免產(chǎn)生共振 。 振動(dòng)影響人體健康主要取決于 4方面： 1)振動(dòng)的振幅值； 2)組成振動(dòng)的各種頻率； 3)處于振動(dòng)的時(shí)間長(zhǎng)短； 4)振動(dòng)方向。 本文根據(jù)多種文獻(xiàn)，確定了模型中阻尼系數(shù)、彈簧剛度系數(shù)，進(jìn)而運(yùn)用 MATLAB中仿真模擬技術(shù)，對(duì)各種減振座椅的數(shù)學(xué)模型在相同系數(shù)下進(jìn)行了模擬，綜合比較仿真結(jié)果，得出串聯(lián)型 彈性棒在上時(shí)減振座椅具有更好的減振效果， 為座椅生產(chǎn)提供參考。振動(dòng)對(duì)人體的危害嚴(yán)重影響到人體健康，消除或最大限度地減少振動(dòng)對(duì)人是有好處的。 汽車(chē)座椅減振研究中的參數(shù)設(shè)定 振動(dòng)是由不同的路面激勵(lì)引起的 ,在車(chē)輛座椅的研究中振源來(lái)自車(chē)輛的底20xx 級(jí)本科生畢業(yè)論文 第 4 頁(yè) 共 64 頁(yè) 板。 在第 3 章中，先做了仿真的方程轉(zhuǎn)換，然后進(jìn)行了仿真，來(lái)確定各個(gè)系數(shù)對(duì)減振效果的影響，在串聯(lián)和并聯(lián)模型仿真時(shí)，先取某個(gè)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(gè)彈簧剛度系數(shù)，再依20xx 級(jí)本科生畢業(yè)論文 第 5 頁(yè) 共 64 頁(yè) 次取阻尼系數(shù)為 50 msN /? 。 并聯(lián)型減振座椅力學(xué)模型 圖 并聯(lián)式減振座椅力學(xué)模型 圖中， m 為減振座椅和司機(jī)質(zhì)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(chē)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(duì) 串聯(lián) 聯(lián)型減振座椅模型進(jìn)行仿真，首先必須進(jìn)行方程式的轉(zhuǎn)換， 令 zs=z1, zk=z2, 那么方程 (2)和 (3)可以寫(xiě)成： 0)( 2111 ??? zzczm ???? ?? ( 13) )()( 021211 zzkzzc ??? ?? ?? ( 14) 運(yùn)用 MATLAB 仿真時(shí)， 令 31 zz?? ,那么方程 (13)和（ 14） 需要 寫(xiě)成： 31 zz?? ?? ( 15) 20xx 級(jí)本科生畢業(yè)論文 第 19 頁(yè) 共 64 頁(yè) )( 021132 zzckzz ???? ?? ( 16) )( 0213 zzmkz ???? ?? ( 17) 在仿真時(shí)，我們先取 某個(gè) 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(shí)間域上的輸出。當(dāng)激勵(lì)的振幅為 20cm 時(shí)，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(duì)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(dòng)衰減到穩(wěn)態(tài)的時(shí)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(zhǔn)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(duì)衰減到穩(wěn)態(tài)的時(shí)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(dāng) k一定時(shí)， c越大衰減時(shí)間越短， 穩(wěn)態(tài)振幅稍有增加； c 一定時(shí)， 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(shí)，剛度系數(shù)對(duì)穩(wěn)態(tài)振幅基本沒(méi)有影響，衰減時(shí)間基本不變；為了取得更好的減振效果，我們?nèi)≥^大的 c，取較小的 k。 討論與總結(jié) 串聯(lián)型彈性棒在上型和復(fù)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(jié)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??；而且阻尼系數(shù)在 20 msN /? 或30 msN /? 時(shí)，彈簧的剛度系數(shù)在 300 mN/ 或 500 mN/ 左右時(shí)，兩種模型使振動(dòng)衰減到穩(wěn)態(tài)所用的時(shí)間也相差無(wú)幾，主要的并且是最明顯的區(qū)別 也 在于 衰減過(guò)程是坐墊以平衡位置為中心大幅振動(dòng)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(dá)到穩(wěn)態(tài)的過(guò)程是坐墊緩慢下降，最后在平衡位置上下穩(wěn)態(tài)振動(dòng)。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