摘要：基于汽車系統(tǒng)動力學(xué)和隨機(jī)振動理論，建立了簡化的人體一座椅、車身及車輪3-DOF車輛振動模型，采用線性濾波白噪聲法建立了路面激勵(lì)模型，并仿真分析了常見C級路面的不平度特性。以C級隨機(jī)路面激勵(lì)為車輛振動系統(tǒng)輸入，運(yùn)用變步長四階Runge-Kutta法求解了車輛系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型。在時(shí)域和頻域兩方面，仿真分析了座椅剛度、阻尼，懸架剛度、阻尼及輪胎剮度對座椅、懸架性能的影響，以及路面不平度和車速對座椅垂向加權(quán)加速度的影響。得出了座椅加速度、懸架動撓度、輪胎動載荷功率譜密度隨座椅剛度、阻尼系數(shù)，懸架剛度、阻尼系數(shù)及輪胎剛度變化的規(guī)律。

關(guān)鍵詞：隨機(jī)激勵(lì)；車輛平順性；加權(quán)加速度；功率譜密度

中圖分類號：U461.4 收稿日期：2022-12-26

1前言

車體由于各種動載荷引起的振動，主要靠懸架來衰減緩沖。懸架是車軸和車體之間的彈性連接裝置，承受路面?zhèn)鬟f給車體的沖擊載荷和車輪與車體間的沖擊力。懸架系統(tǒng)可簡化為阻尼器與彈簧的形式。單輪1/4汽車模型沒有考慮“人－座椅”系統(tǒng)對汽車平順性的影響，多為2-DOF形式。本文為了更加真實(shí)地反映汽車在隨機(jī)路面激勵(lì)下的振動狀態(tài)，建立考慮“人體一座椅”振動情況的1/4、3-DOF車輛模型，3個(gè)自由度分別為“人體－座椅”、車身、車輪的垂向位移。該模型考慮了座椅上人體各部位振動頻率，使研究結(jié)果能客觀地反映實(shí)際人體、車身和車輪的振動狀態(tài)，為懸架系統(tǒng)和座椅設(shè)計(jì)提供理論參考，減少因汽車振動而產(chǎn)生的人體共振現(xiàn)象，提高乘客乘坐舒適性。

很多學(xué)者對隨機(jī)激勵(lì)下汽車平順性展開分析，張洪亮等研究了人－車－路3-DOF振動模型的路面平整度評價(jià)方法；陶向華等運(yùn)用迭加法對3-DOF車輛模型的振動特性進(jìn)行了評價(jià)。但綜合考慮路面等級與車速對座椅加權(quán)加速度的影響分析，及變系統(tǒng)參數(shù)對汽車平順性評價(jià)指標(biāo)的時(shí)域與頻域影響分析相對較少。