Berg模型橡胶衬套对汽车行驶平顺性的影响研究
发布时间：2021-08-29 10:13
汽车的发明创造以及汽车行业的快速发展,给人们的生活带来了前所未有的交通便利。同时随着人们生活消费水平的提高,人们对于汽车平顺性的要求也越来越高。橡胶元件具有粘弹性高、耐磨性好等优点,能够有效的减弱外界激励,减小振动,对于提高汽车的行驶平顺性起着重要的作用。其中悬架系统中的悬架橡胶衬套对于减弱路面激励对车身的振动与冲击起着重要的作用。目前,国内外关于考虑Berg模型悬架橡胶衬套的汽车建模分析以及开发设计体系还较为缺乏,因此,研究Berg模型悬架橡胶衬套对于汽车平顺性的影响是悬架系统研究领域中的一个重要方向。本文主要研究Berg模型橡胶衬套对于汽车行驶平顺性的影响。首先,基于汽车平顺性研究的理论要求,对Berg模型橡胶衬套以及匀速工况下的随机路面激励模型进行了介绍,之后又分别建立了考虑与未考虑Berg模型橡胶衬套的八自由度车辆振动模型。其次,结合所建立的汽车模型与路面激励模型,仿真分析了匀速工况下考虑与未考虑Berg模型橡胶衬套两种情况下车辆模型在时域方面与频域方面振动输出量的对比变化图,以此来分析对于汽车平顺性的影响。结果表明,考虑Berg模型橡胶衬套后,系统的时域仿真结果和频域仿真结果...
【文章来源】：兰州交通大学甘肃省
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
汽车动力学中悬架橡胶衬套的作用由以上分析可知，研究汽车中悬架橡胶衬套的减振性能以及其对于汽车行驶平顺性
Berg模型橡胶衬套对汽车行驶平顺性的影响研究-10-(a)左前轮路面激励(b)左后轮路面激励图2.1汽车左前、左后轮胎路面随机激励时域图2.3汽车平顺性的评价方法汽车的平顺性不仅对驾驶和乘坐人员的舒适性有极大的影响，同时还对汽车的行驶安全以及环境污染等有很大的影响。平顺性是指在一定的范围内，让驾驶员和乘客避免有不舒适感，又能保证所运货物的完整性[1]。汽车产生的振动和噪声是让乘客感受到不舒适感和破坏所运载货物的完整性的主要因素。汽车在行驶过程中，内在激励因素和外部环境是造成汽车产生噪声和振动的主要原因，产生的噪声和振动不仅会极大的影响汽车驾驶人员和乘坐人员的舒适度，还会对汽车的零部件造成损坏。由于在本质上，汽车是一个复杂的多质量的非线性振动系统，所以当汽车受到各部分的总成振动作用或者受到激励作用的时候，汽车的振动系统会出现复杂的振动响应。由此产生的振动不仅会对汽车驾驶人员和汽车乘坐人员的舒适性造成不好的影响，还会对汽车所装载的货物造成不好的影响。通常情况下，汽车所产生的振动对人体所造成的影响，是由振动的强弱程度、振动的频率大小以及振动所持续的时间和振动的作用的方向来决定的。1997年，国际标准化组织在依据之前专家学者们所做的大量研究成果的基础上，颁布了国际标准ISO2631—1：1997(E)《人体承受全身振动评价—第一部分：一般要求》，此标准在评价人体在振动环境下的影响时，具有更高的符合度[15]。有研究表明，人体不同器官组织有着不同的刚度值和阻尼值，所以人体每个器官组织的共振频率也是不相同的。除此之外，人体所呈现出的振动特性也与人体的活动状态有一定的关系，例如当人体处于站立姿势的时候，系统基频为5Hz与12~15Hz，而当人体处于坐姿的时候，系统基频为4~6Hz。
Berg模型橡胶衬套对汽车行驶平顺性的影响研究-14-3考虑橡胶衬套的汽车振动系统建模3.1引言如今，伴随着运输行业的快速发展与人们生活水平的不断提高，汽车已经成为人们出行和运载货物等日常生活中不可或缺的重要交通工具。对于竞争日渐激烈的汽车行业与销售市场以及近些年来人们对于汽车平顺性要求的不断提高，拥有良好的平顺性会有极大的竞争优势。因此，如何提高汽车的平顺性是行业内面临的一项巨大挑战。在此情况下，橡胶衬套因其良好的减振降噪性能被广泛应用于汽车上。橡胶衬套主要被应用于操纵机构、驱动机构、发动机以及悬架系统等结构件中[57]。橡胶衬套以及其在汽车悬架中的布置情况如图3.1所示。图3.1橡胶衬套以及其布置情况目前，对于橡胶衬套的研究大多集中于性能与结构的优化方面，而对于结合橡胶衬套模型的汽车建模并且分析其对于平顺性的影响研究还相对比较少。汽车振动系统建模时，一般是将汽车看作是由弹簧、阻尼以及质量块组合而成的系统，建模研究时常用的车辆模型有汽车整车模型、汽车半车模型以及汽车1/4模型。由于动力学软件强大的建模功能，现在可以建立更高自由度和更加精确的车辆振动模型。理论上，建模时自由度数越多，仿真和计算的精度就越高，就越能体现和接近汽车振动的真实情况，但自由度数的增加也会导致建模与仿真计算的难度增大。因此，应当根据研究问题的实际需要来选择恰当的自由度数。
【参考文献】：
期刊论文
[1]9自由度主动悬架平顺性研究[J]. 潘成龙,荣吉利,项大林,郑育龙. 北京理工大学学报. 2019(10)
[2]橡胶材料力学性能试验方法研究[J]. 张启宵,贺占蜀,邵丽娜. 汽车电器. 2019(05)
[3]橡胶元件在汽车悬架中的应用研究[J]. 方涛. 内燃机与配件. 2018(16)
[4]微型电动汽车悬架系统设计与平顺性分析[J]. 陈鑫,兰凤崇,陈吉清,翁楚滨,曾文波. 重庆理工大学学报(自然科学). 2018(08)
[5]橡胶衬套对汽车悬架系统NVH性能影响研究[J]. 李欣冉,陈晓新,王家恩,汪明磊. 合肥工业大学学报(自然科学版). 2012(05)
[6]汽车平顺性分析中时域法和频域法的对比[J]. 徐中明,周小林,余烽,张芳,谭建林. 汽车工程. 2012(04)
[7]轿车八自由度平顺性动力学仿真与实验研究[J]. 衣丰艳,邱绪云,樊伟. 机械设计与研究. 2011(04)
[8]一种新的橡胶衬套半经验动力学模型[J]. 于增亮,张立军,罗鹰. 汽车技术. 2010(08)
[9]橡胶衬套力学特性半经验参数化模型[J]. 于增亮,张立军,余卓平. 机械工程学报. 2010(14)
[10]虚拟激励法及在汽车振动分析中的应用[J]. 李杰,秦玉英,赵旗,张伟. 机械科学与技术. 2009(03)
博士论文
[1]悬架橡胶衬套静动特性研究及其应用[D]. 陈宝.西南交通大学 2014
[2]橡胶隔振器动态特性计算与建模方法的研究[D]. 潘孝勇.浙江工业大学 2009
[3]汽车平顺性技术理论与实践研究[D]. 于学华.东北林业大学 2002
硕士论文
[1]悬架橡胶衬套对汽车行驶平顺性的影响研究[D]. 陈丽霞.兰州交通大学 2016
[2]橡胶衬套静、动态特性分析[D]. 丁超.华中科技大学 2015
[3]KC特性在悬架设计及整车操稳性能开发中的运用与分析[D]. 尹荣惠.清华大学 2014
[4]橡胶衬套对悬架K&C特性的影响分析及优化[D]. 赵鹏.重庆理工大学 2013
[5]微型客车平顺性建模、仿真及参数匹配研究[D]. 陈绍维.吉林大学 2011
[6]整车舒适性研究与悬挂系统优化分析[D]. 姜圣.湖南大学 2010
[7]轴对称橡胶衬套高精度模型的建立及应用[D]. 苏志勇.吉林大学 2007
[8]汽车悬架系统的仿真分析与参数优化设计[D]. 姜鹏.浙江大学 2006
本文编号：3370464
【文章来源】：兰州交通大学甘肃省
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
汽车动力学中悬架橡胶衬套的作用由以上分析可知，研究汽车中悬架橡胶衬套的减振性能以及其对于汽车行驶平顺性
Berg模型橡胶衬套对汽车行驶平顺性的影响研究-10-(a)左前轮路面激励(b)左后轮路面激励图2.1汽车左前、左后轮胎路面随机激励时域图2.3汽车平顺性的评价方法汽车的平顺性不仅对驾驶和乘坐人员的舒适性有极大的影响，同时还对汽车的行驶安全以及环境污染等有很大的影响。平顺性是指在一定的范围内，让驾驶员和乘客避免有不舒适感，又能保证所运货物的完整性[1]。汽车产生的振动和噪声是让乘客感受到不舒适感和破坏所运载货物的完整性的主要因素。汽车在行驶过程中，内在激励因素和外部环境是造成汽车产生噪声和振动的主要原因，产生的噪声和振动不仅会极大的影响汽车驾驶人员和乘坐人员的舒适度，还会对汽车的零部件造成损坏。由于在本质上，汽车是一个复杂的多质量的非线性振动系统，所以当汽车受到各部分的总成振动作用或者受到激励作用的时候，汽车的振动系统会出现复杂的振动响应。由此产生的振动不仅会对汽车驾驶人员和汽车乘坐人员的舒适性造成不好的影响，还会对汽车所装载的货物造成不好的影响。通常情况下，汽车所产生的振动对人体所造成的影响，是由振动的强弱程度、振动的频率大小以及振动所持续的时间和振动的作用的方向来决定的。1997年，国际标准化组织在依据之前专家学者们所做的大量研究成果的基础上，颁布了国际标准ISO2631—1：1997(E)《人体承受全身振动评价—第一部分：一般要求》，此标准在评价人体在振动环境下的影响时，具有更高的符合度[15]。有研究表明，人体不同器官组织有着不同的刚度值和阻尼值，所以人体每个器官组织的共振频率也是不相同的。除此之外，人体所呈现出的振动特性也与人体的活动状态有一定的关系，例如当人体处于站立姿势的时候，系统基频为5Hz与12~15Hz，而当人体处于坐姿的时候，系统基频为4~6Hz。
Berg模型橡胶衬套对汽车行驶平顺性的影响研究-14-3考虑橡胶衬套的汽车振动系统建模3.1引言如今，伴随着运输行业的快速发展与人们生活水平的不断提高，汽车已经成为人们出行和运载货物等日常生活中不可或缺的重要交通工具。对于竞争日渐激烈的汽车行业与销售市场以及近些年来人们对于汽车平顺性要求的不断提高，拥有良好的平顺性会有极大的竞争优势。因此，如何提高汽车的平顺性是行业内面临的一项巨大挑战。在此情况下，橡胶衬套因其良好的减振降噪性能被广泛应用于汽车上。橡胶衬套主要被应用于操纵机构、驱动机构、发动机以及悬架系统等结构件中[57]。橡胶衬套以及其在汽车悬架中的布置情况如图3.1所示。图3.1橡胶衬套以及其布置情况目前，对于橡胶衬套的研究大多集中于性能与结构的优化方面，而对于结合橡胶衬套模型的汽车建模并且分析其对于平顺性的影响研究还相对比较少。汽车振动系统建模时，一般是将汽车看作是由弹簧、阻尼以及质量块组合而成的系统，建模研究时常用的车辆模型有汽车整车模型、汽车半车模型以及汽车1/4模型。由于动力学软件强大的建模功能，现在可以建立更高自由度和更加精确的车辆振动模型。理论上，建模时自由度数越多，仿真和计算的精度就越高，就越能体现和接近汽车振动的真实情况，但自由度数的增加也会导致建模与仿真计算的难度增大。因此，应当根据研究问题的实际需要来选择恰当的自由度数。
【参考文献】：
期刊论文
[1]9自由度主动悬架平顺性研究[J]. 潘成龙,荣吉利,项大林,郑育龙. 北京理工大学学报. 2019(10)
[2]橡胶材料力学性能试验方法研究[J]. 张启宵,贺占蜀,邵丽娜. 汽车电器. 2019(05)
[3]橡胶元件在汽车悬架中的应用研究[J]. 方涛. 内燃机与配件. 2018(16)
[4]微型电动汽车悬架系统设计与平顺性分析[J]. 陈鑫,兰凤崇,陈吉清,翁楚滨,曾文波. 重庆理工大学学报(自然科学). 2018(08)
[5]橡胶衬套对汽车悬架系统NVH性能影响研究[J]. 李欣冉,陈晓新,王家恩,汪明磊. 合肥工业大学学报(自然科学版). 2012(05)
[6]汽车平顺性分析中时域法和频域法的对比[J]. 徐中明,周小林,余烽,张芳,谭建林. 汽车工程. 2012(04)
[7]轿车八自由度平顺性动力学仿真与实验研究[J]. 衣丰艳,邱绪云,樊伟. 机械设计与研究. 2011(04)
[8]一种新的橡胶衬套半经验动力学模型[J]. 于增亮,张立军,罗鹰. 汽车技术. 2010(08)
[9]橡胶衬套力学特性半经验参数化模型[J]. 于增亮,张立军,余卓平. 机械工程学报. 2010(14)
[10]虚拟激励法及在汽车振动分析中的应用[J]. 李杰,秦玉英,赵旗,张伟. 机械科学与技术. 2009(03)
博士论文
[1]悬架橡胶衬套静动特性研究及其应用[D]. 陈宝.西南交通大学 2014
[2]橡胶隔振器动态特性计算与建模方法的研究[D]. 潘孝勇.浙江工业大学 2009
[3]汽车平顺性技术理论与实践研究[D]. 于学华.东北林业大学 2002
硕士论文
[1]悬架橡胶衬套对汽车行驶平顺性的影响研究[D]. 陈丽霞.兰州交通大学 2016
[2]橡胶衬套静、动态特性分析[D]. 丁超.华中科技大学 2015
[3]KC特性在悬架设计及整车操稳性能开发中的运用与分析[D]. 尹荣惠.清华大学 2014
[4]橡胶衬套对悬架K&C特性的影响分析及优化[D]. 赵鹏.重庆理工大学 2013
[5]微型客车平顺性建模、仿真及参数匹配研究[D]. 陈绍维.吉林大学 2011
[6]整车舒适性研究与悬挂系统优化分析[D]. 姜圣.湖南大学 2010
[7]轴对称橡胶衬套高精度模型的建立及应用[D]. 苏志勇.吉林大学 2007
[8]汽车悬架系统的仿真分析与参数优化设计[D]. 姜鹏.浙江大学 2006
本文编号：3370464
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