劉寧　史沛瑤　吳祖川

摘 要：針對(duì)運(yùn)輸貨物在路面隨機(jī)激勵(lì)下發(fā)生損傷的機(jī)理進(jìn)行了研究，通過(guò)建立整車(chē)—包裝—貨物系統(tǒng)的Adams動(dòng)力學(xué)仿真模型，分析了車(chē)速為10 m/s時(shí)B級(jí)路面下貨物的振動(dòng)響應(yīng)，結(jié)果表明貨物在低頻段損傷最大；而通過(guò)合理調(diào)整后懸架剛度和包裝材料阻尼系數(shù)可以有效改善貨物的振動(dòng)響應(yīng)，為車(chē)輛設(shè)計(jì)參數(shù)和貨物包裝參數(shù)的選擇提供了理論參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：路面激勵(lì)；運(yùn)輸包裝貨物系統(tǒng)；損傷；動(dòng)力學(xué)；仿真

中圖分類(lèi)號(hào)：U469.1 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1005-2550（2014）03-0034-04

Simulation and Analysis for Transport-Packaging-Goods System with the Consideration to Road Surface Roughness

LIU Ning ， SHI Pei-yao ， WU Zu-chuan

（1. School of Mechanical and Automotive Engineering， Hefei University of Technology， Hefei 230009， China； 2. Anhui JAC Coaches CO.，LTD .R&D center， Hefei 230051， China）

Abstract： Based on road surface roughness， response characteristics of the damage to goods and the effect of the rear suspension stiffness and packaging damping coefficient is obtained. Vehicle-Packaging-Goods dynamics model was built up with ADAMS. The results show that the maximum damage occurs in low-frequency range. RMS value of the goods was effected by the rear suspension stiffness and packaging damping coefficient. This provides a scientific basis for car design and selects appropriate packaging parameters.

據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，全世界每年在運(yùn)輸過(guò)程中因貨物損傷所造成的經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)140多億元[1]，因此科學(xué)揭示運(yùn)輸過(guò)程中貨物發(fā)生損傷的機(jī)理有重要意義。貨物在運(yùn)輸過(guò)程中，路面隨機(jī)激勵(lì)時(shí)刻存在，目前的研究大量使用矩形波、正弦波、半正弦波等簡(jiǎn)諧激勵(lì)[2，3]，考慮路面激勵(lì)下貨物振動(dòng)響應(yīng)分析的研究很少，導(dǎo)致不能準(zhǔn)確地反映實(shí)際運(yùn)輸過(guò)程中路面不平度對(duì)貨物振動(dòng)響應(yīng)的影響。此外，由于忽略汽車(chē)的多自由度、整車(chē)和包裝的非線性，導(dǎo)致關(guān)于貨物損傷的研究結(jié)果偏差較大。

本文建立了整車(chē)—包裝—貨物的剛?cè)狁詈隙嘧杂啥确蔷€性模型，仿真得到路面隨機(jī)激勵(lì)下貨物的振動(dòng)響應(yīng)，分析得出貨物發(fā)生損傷的機(jī)理。最后討論了不同后懸架剛度、包裝材料阻尼系數(shù)對(duì)貨物振動(dòng)響應(yīng)的影響。

3 結(jié)論

對(duì)路面隨機(jī)激勵(lì)下的整車(chē)-包裝-貨物系統(tǒng)進(jìn)行仿真，探討了貨物質(zhì)心的振動(dòng)響應(yīng)特性。結(jié)果表明：

（1）貨物運(yùn)輸過(guò)程中造成機(jī)械損傷的振動(dòng)主要是低頻振動(dòng)，為2.5～6 Hz之間，且貨物損傷程度最大的頻率點(diǎn)是3 Hz，此外，在12～20 Hz頻域范圍貨物也有一定強(qiáng)度的振動(dòng)。

（2）后懸架剛度、包裝材料阻尼系數(shù)對(duì)貨物振動(dòng)響應(yīng)的加速度均方根值均有較大影響，通過(guò)適當(dāng)減小后懸架剛度和增大包裝阻尼系數(shù)的方法可以減小貨物的振動(dòng)強(qiáng)度，從而降低貨物的損傷程度。

參考文獻(xiàn)：

[1]李小麗.非線性緩沖包裝系統(tǒng)沖擊特性的仿真研究[D].西安：西安理工大學(xué)，2004，3.

[2]甘春標(biāo).隨機(jī)激勵(lì)下高維包裝振動(dòng)系統(tǒng)的可靠性分析[J].包裝工程，2004，25（6）：8-10.

[3]貢曉婷，王志偉.雙曲正切包裝系統(tǒng)在矩形脈沖作用下的沖擊特性[J].包裝工程，1999 ，20（3）：12-13.

[4]史佩瑤，劉寧，盧劍偉.基于HyperWorks/LS-DYNA的空調(diào)跌落仿真分析[J].家電科技，2012，82-85.

[5]王峰，靳永軍.基于整車(chē)模型的動(dòng)力總成懸置振動(dòng)仿真及優(yōu)化[J].振動(dòng)與沖擊，2008，27（4）：134-138.

[6]余志生.汽車(chē)?yán)碚揫M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006：205-220.

[7]王俊龍，汪洋.基于ADAMS的隨機(jī)路面不平度建模及參數(shù)選擇[J].汽車(chē)科技，2011，4（11）：41-44.endprint

摘 要：針對(duì)運(yùn)輸貨物在路面隨機(jī)激勵(lì)下發(fā)生損傷的機(jī)理進(jìn)行了研究，通過(guò)建立整車(chē)—包裝—貨物系統(tǒng)的Adams動(dòng)力學(xué)仿真模型，分析了車(chē)速為10 m/s時(shí)B級(jí)路面下貨物的振動(dòng)響應(yīng)，結(jié)果表明貨物在低頻段損傷最大；而通過(guò)合理調(diào)整后懸架剛度和包裝材料阻尼系數(shù)可以有效改善貨物的振動(dòng)響應(yīng)，為車(chē)輛設(shè)計(jì)參數(shù)和貨物包裝參數(shù)的選擇提供了理論參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：路面激勵(lì)；運(yùn)輸包裝貨物系統(tǒng)；損傷；動(dòng)力學(xué)；仿真

中圖分類(lèi)號(hào)：U469.1 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1005-2550（2014）03-0034-04

Simulation and Analysis for Transport-Packaging-Goods System with the Consideration to Road Surface Roughness

LIU Ning ， SHI Pei-yao ， WU Zu-chuan

（1. School of Mechanical and Automotive Engineering， Hefei University of Technology， Hefei 230009， China； 2. Anhui JAC Coaches CO.，LTD .R&D center， Hefei 230051， China）

Abstract： Based on road surface roughness， response characteristics of the damage to goods and the effect of the rear suspension stiffness and packaging damping coefficient is obtained. Vehicle-Packaging-Goods dynamics model was built up with ADAMS. The results show that the maximum damage occurs in low-frequency range. RMS value of the goods was effected by the rear suspension stiffness and packaging damping coefficient. This provides a scientific basis for car design and selects appropriate packaging parameters.

據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，全世界每年在運(yùn)輸過(guò)程中因貨物損傷所造成的經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)140多億元[1]，因此科學(xué)揭示運(yùn)輸過(guò)程中貨物發(fā)生損傷的機(jī)理有重要意義。貨物在運(yùn)輸過(guò)程中，路面隨機(jī)激勵(lì)時(shí)刻存在，目前的研究大量使用矩形波、正弦波、半正弦波等簡(jiǎn)諧激勵(lì)[2，3]，考慮路面激勵(lì)下貨物振動(dòng)響應(yīng)分析的研究很少，導(dǎo)致不能準(zhǔn)確地反映實(shí)際運(yùn)輸過(guò)程中路面不平度對(duì)貨物振動(dòng)響應(yīng)的影響。此外，由于忽略汽車(chē)的多自由度、整車(chē)和包裝的非線性，導(dǎo)致關(guān)于貨物損傷的研究結(jié)果偏差較大。

本文建立了整車(chē)—包裝—貨物的剛?cè)狁詈隙嘧杂啥确蔷€性模型，仿真得到路面隨機(jī)激勵(lì)下貨物的振動(dòng)響應(yīng)，分析得出貨物發(fā)生損傷的機(jī)理。最后討論了不同后懸架剛度、包裝材料阻尼系數(shù)對(duì)貨物振動(dòng)響應(yīng)的影響。

3 結(jié)論

對(duì)路面隨機(jī)激勵(lì)下的整車(chē)-包裝-貨物系統(tǒng)進(jìn)行仿真，探討了貨物質(zhì)心的振動(dòng)響應(yīng)特性。結(jié)果表明：

（1）貨物運(yùn)輸過(guò)程中造成機(jī)械損傷的振動(dòng)主要是低頻振動(dòng)，為2.5～6 Hz之間，且貨物損傷程度最大的頻率點(diǎn)是3 Hz，此外，在12～20 Hz頻域范圍貨物也有一定強(qiáng)度的振動(dòng)。

（2）后懸架剛度、包裝材料阻尼系數(shù)對(duì)貨物振動(dòng)響應(yīng)的加速度均方根值均有較大影響，通過(guò)適當(dāng)減小后懸架剛度和增大包裝阻尼系數(shù)的方法可以減小貨物的振動(dòng)強(qiáng)度，從而降低貨物的損傷程度。

參考文獻(xiàn)：

[1]李小麗.非線性緩沖包裝系統(tǒng)沖擊特性的仿真研究[D].西安：西安理工大學(xué)，2004，3.

[2]甘春標(biāo).隨機(jī)激勵(lì)下高維包裝振動(dòng)系統(tǒng)的可靠性分析[J].包裝工程，2004，25（6）：8-10.

[3]貢曉婷，王志偉.雙曲正切包裝系統(tǒng)在矩形脈沖作用下的沖擊特性[J].包裝工程，1999 ，20（3）：12-13.

[4]史佩瑤，劉寧，盧劍偉.基于HyperWorks/LS-DYNA的空調(diào)跌落仿真分析[J].家電科技，2012，82-85.

[5]王峰，靳永軍.基于整車(chē)模型的動(dòng)力總成懸置振動(dòng)仿真及優(yōu)化[J].振動(dòng)與沖擊，2008，27（4）：134-138.

[6]余志生.汽車(chē)?yán)碚揫M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006：205-220.

[7]王俊龍，汪洋.基于ADAMS的隨機(jī)路面不平度建模及參數(shù)選擇[J].汽車(chē)科技，2011，4（11）：41-44.endprint

摘 要：針對(duì)運(yùn)輸貨物在路面隨機(jī)激勵(lì)下發(fā)生損傷的機(jī)理進(jìn)行了研究，通過(guò)建立整車(chē)—包裝—貨物系統(tǒng)的Adams動(dòng)力學(xué)仿真模型，分析了車(chē)速為10 m/s時(shí)B級(jí)路面下貨物的振動(dòng)響應(yīng)，結(jié)果表明貨物在低頻段損傷最大；而通過(guò)合理調(diào)整后懸架剛度和包裝材料阻尼系數(shù)可以有效改善貨物的振動(dòng)響應(yīng)，為車(chē)輛設(shè)計(jì)參數(shù)和貨物包裝參數(shù)的選擇提供了理論參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：路面激勵(lì)；運(yùn)輸包裝貨物系統(tǒng)；損傷；動(dòng)力學(xué)；仿真

中圖分類(lèi)號(hào)：U469.1 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1005-2550（2014）03-0034-04

Simulation and Analysis for Transport-Packaging-Goods System with the Consideration to Road Surface Roughness

LIU Ning ， SHI Pei-yao ， WU Zu-chuan

（1. School of Mechanical and Automotive Engineering， Hefei University of Technology， Hefei 230009， China； 2. Anhui JAC Coaches CO.，LTD .R&D center， Hefei 230051， China）

Abstract： Based on road surface roughness， response characteristics of the damage to goods and the effect of the rear suspension stiffness and packaging damping coefficient is obtained. Vehicle-Packaging-Goods dynamics model was built up with ADAMS. The results show that the maximum damage occurs in low-frequency range. RMS value of the goods was effected by the rear suspension stiffness and packaging damping coefficient. This provides a scientific basis for car design and selects appropriate packaging parameters.

據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，全世界每年在運(yùn)輸過(guò)程中因貨物損傷所造成的經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)140多億元[1]，因此科學(xué)揭示運(yùn)輸過(guò)程中貨物發(fā)生損傷的機(jī)理有重要意義。貨物在運(yùn)輸過(guò)程中，路面隨機(jī)激勵(lì)時(shí)刻存在，目前的研究大量使用矩形波、正弦波、半正弦波等簡(jiǎn)諧激勵(lì)[2，3]，考慮路面激勵(lì)下貨物振動(dòng)響應(yīng)分析的研究很少，導(dǎo)致不能準(zhǔn)確地反映實(shí)際運(yùn)輸過(guò)程中路面不平度對(duì)貨物振動(dòng)響應(yīng)的影響。此外，由于忽略汽車(chē)的多自由度、整車(chē)和包裝的非線性，導(dǎo)致關(guān)于貨物損傷的研究結(jié)果偏差較大。

本文建立了整車(chē)—包裝—貨物的剛?cè)狁詈隙嘧杂啥确蔷€性模型，仿真得到路面隨機(jī)激勵(lì)下貨物的振動(dòng)響應(yīng)，分析得出貨物發(fā)生損傷的機(jī)理。最后討論了不同后懸架剛度、包裝材料阻尼系數(shù)對(duì)貨物振動(dòng)響應(yīng)的影響。

3 結(jié)論

對(duì)路面隨機(jī)激勵(lì)下的整車(chē)-包裝-貨物系統(tǒng)進(jìn)行仿真，探討了貨物質(zhì)心的振動(dòng)響應(yīng)特性。結(jié)果表明：

（1）貨物運(yùn)輸過(guò)程中造成機(jī)械損傷的振動(dòng)主要是低頻振動(dòng)，為2.5～6 Hz之間，且貨物損傷程度最大的頻率點(diǎn)是3 Hz，此外，在12～20 Hz頻域范圍貨物也有一定強(qiáng)度的振動(dòng)。

（2）后懸架剛度、包裝材料阻尼系數(shù)對(duì)貨物振動(dòng)響應(yīng)的加速度均方根值均有較大影響，通過(guò)適當(dāng)減小后懸架剛度和增大包裝阻尼系數(shù)的方法可以減小貨物的振動(dòng)強(qiáng)度，從而降低貨物的損傷程度。

參考文獻(xiàn)：

[1]李小麗.非線性緩沖包裝系統(tǒng)沖擊特性的仿真研究[D].西安：西安理工大學(xué)，2004，3.

[2]甘春標(biāo).隨機(jī)激勵(lì)下高維包裝振動(dòng)系統(tǒng)的可靠性分析[J].包裝工程，2004，25（6）：8-10.

[3]貢曉婷，王志偉.雙曲正切包裝系統(tǒng)在矩形脈沖作用下的沖擊特性[J].包裝工程，1999 ，20（3）：12-13.

[4]史佩瑤，劉寧，盧劍偉.基于HyperWorks/LS-DYNA的空調(diào)跌落仿真分析[J].家電科技，2012，82-85.

[5]王峰，靳永軍.基于整車(chē)模型的動(dòng)力總成懸置振動(dòng)仿真及優(yōu)化[J].振動(dòng)與沖擊，2008，27（4）：134-138.

[6]余志生.汽車(chē)?yán)碚揫M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006：205-220.

[7]王俊龍，汪洋.基于ADAMS的隨機(jī)路面不平度建模及參數(shù)選擇[J].汽車(chē)科技，2011，4（11）：41-44.endprint