單自由度車輛模型通過(guò)梯形減速帶的振動(dòng)分析

張星月，張一西，凌子紅（長(zhǎng)安大學(xué)汽車學(xué)院，陜西 西安 710064）

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單自由度車輛模型通過(guò)梯形減速帶的振動(dòng)分析

張星月，張一西，凌子紅
（長(zhǎng)安大學(xué)汽車學(xué)院，陜西 西安 710064）

減速帶激勵(lì)是車輛在道路行駛過(guò)程中常見的激勵(lì)類型之一，文章通過(guò)建立能夠反映車輛主要性能參數(shù)的單自由度模型，研究車輛通過(guò)梯形減速帶的響應(yīng)，得到關(guān)鍵參數(shù)響應(yīng)數(shù)值。

梯形減速帶；單自由度；加速度響應(yīng)

10.16638/j.cnki.1671-7988.2016.08.048

CLC NO.: U467Document Code: AArticle ID: 1671-7988(2016)08-148-02

前言

道路減速帶能減緩車輛的行駛速度、提高行車安全性，是減少交通事故的有效安全設(shè)施。但如果減速帶結(jié)構(gòu)及布置不合理，將會(huì)使車輛產(chǎn)生過(guò)大的振動(dòng)和沖擊力，造成車輛底盤結(jié)構(gòu)件的損傷，影響車輛的使用壽命。因此，研究分析車輛通過(guò)減速帶時(shí)的車輛振動(dòng)響應(yīng)具有重要的理論意義和工程實(shí)用價(jià)值。

1、此次分析的主要步驟

1）通過(guò)實(shí)際測(cè)量建立梯形減速帶模型，確定主要尺寸參數(shù)；

2）分析單自由度車輛模型通過(guò)梯形減速帶的運(yùn)動(dòng)過(guò)程，建立數(shù)學(xué)模型；

3）分別計(jì)算5英里/小時(shí)和10英里/小時(shí)兩種車速下，懸掛彈簧中的最大力和質(zhì)量的最大垂向加速度。

2、基本假設(shè)

1）由于車輛通過(guò)減速帶的時(shí)間很短，假設(shè)通過(guò)減速帶時(shí)橫向速度不變；

2）忽略輪胎和減速帶變形，將其視為剛體；

3、模型建立與計(jì)算

車輪通過(guò)梯形減速帶時(shí)，車輪與減速帶的起始接觸點(diǎn)可能在截面梯形的上底端點(diǎn)上、或者在截面梯形的腰上，如圖1，圖2所示。

分析前，分別在長(zhǎng)安大學(xué)雁塔校區(qū)北門和東門測(cè)量實(shí)際梯形減速帶尺寸參數(shù)，并將米全部轉(zhuǎn)換為英尺，建立如圖3所示模型。

上述方程對(duì)時(shí)間t求二階導(dǎo)，可得車輪軸心的橫向加速度和縱向加速度：

由上式可以看出，車輪在梯形減速帶的腰和水平段運(yùn)動(dòng)時(shí)，加速度均為0，說(shuō)此時(shí)懸掛并未受到外界激勵(lì)。在車輪通過(guò)梯形減速帶的上底端點(diǎn)時(shí)，地面對(duì)懸掛產(chǎn)生隨時(shí)間變化的脈沖激勵(lì)。故根據(jù)其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，車輪通過(guò)等腰梯形減速帶的過(guò)程，可以看作依次受到兩個(gè)三角脈沖激勵(lì)?，F(xiàn)依次分析兩個(gè)車速下，懸掛彈簧中的最大力和質(zhì)量的最大垂向加速度。

3.1確定體系和激勵(lì)參數(shù)

3.2根據(jù)td/ Tn的值，確定Rd及最大力fs0

由（2）式可求出各個(gè)車速下的最大加速度值

3.3確定彈簧最大加速度

4、結(jié)束語(yǔ)

文章通過(guò)實(shí)際道路上的減速帶模型，計(jì)算單自由度車輛通過(guò)減速帶的振動(dòng)響應(yīng)量，具有一定的實(shí)用參考價(jià)值，同時(shí)也為進(jìn)一步分析車輛操縱穩(wěn)定性、舒適性等提供關(guān)鍵數(shù)據(jù)。

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Vibration analysis of the single freedom vehicle model crossing the trapezoidal deceleration strip

Zhang Xingyue,Zhang Yixi,Ling Zihong
(Chang'an university school of automobile,Shaanxi xi'an 710064)

Deceleration strip is common in city road and highway road.With rational analysis of Tehran response of Tehran vehicle under the effect of deceleration strip,we can predict the effect of deceleration strip and ensure the security and ride comfort of the vehicle.

trapezoidal deceleration strip; single degree of freedom; acceleration responses

U467

A

1671-7988（2016）08-148-02

張星月（1991.2-），女，就讀于長(zhǎng)安大學(xué)汽車學(xué)院研究生院，研究方向?yàn)檐囕vNVH技術(shù)。