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基于柔性車架的載貨汽車縱向、俯仰和垂向耦合振動研究

模擬載貨汽車的動態(tài)響應(yīng)要求構(gòu)建模型，并進(jìn)行路面參數(shù)輸入。根據(jù)一定的假設(shè)，考慮或忽略車架的柔性。如果車架的振動是顯著的，則通常采用下列兩種模型：復(fù)雜有限元模型；簡化的線性模態(tài)擴(kuò)展模型（假定小幅度運(yùn)動）。提出了鍵合圖模型，其中包括俯仰和垂向運(yùn)動耦合、縱向動態(tài)以及橫向車架振動。允許車架大的剛體運(yùn)動，在其上疊加小而靈活的振動。車架的柔性是使用自由梁的模態(tài)擴(kuò)展。該模型包括一個完整的俯仰平面，其中包含可以驅(qū)動載貨汽車在不同地形時(shí)向前的機(jī)動力，包括山丘等地形。研究了車架柔性對車輛動力學(xué)的影響。這是對其中典型半車模型的擴(kuò)展，在該模型中，懸架運(yùn)動假定是垂直的，俯仰角很小，并且縱向動力學(xué)是完全解耦或省略。模型的輸出顯示在車輛的響應(yīng)，如向前的速度、俯仰角、有效載荷變化。從模擬結(jié)果可以看出，隨著路面參數(shù)輸入接近其自然頻率，鍵合圖允許任何小的靈活的框架模式，因?yàn)檫@種框架模式可以很容易地從模型中刪除，如果其影響可以忽略不計(jì)，則可被納入更復(fù)雜的子模型，如果需要，還可以加入其它組件如懸架和發(fā)動機(jī)。

對載貨汽車進(jìn)行動態(tài)分析，需要構(gòu)造車輛結(jié)構(gòu)（包括發(fā)動機(jī)、駕駛室）、懸架、輪胎以及路面激勵的數(shù)學(xué)模型。在較小的相對較硬的汽車底盤上，彎曲振動可以忽略不計(jì)，載貨汽車和客車可以被簡化成梁振動模型。柔性車架建模的方法是：①通過使用集中質(zhì)量模型，忽略身體的柔韌性；②把車架作為一個普通的自由梁計(jì)算，估計(jì)質(zhì)量和剛度；③全車模擬采用有限元方法。因?yàn)樵诖蠖鄶?shù)其它動態(tài)系統(tǒng)中，分析時(shí)將面臨著復(fù)雜的頻譜模型。

刊名：Modern Mechanical Engineering（英）

刊期：2012年第2期

作者：D. Geoff Rideout et al

編譯：祁祥