基于道路模擬的摩托車平順性研究.pdf

1、摩托車平順性是摩托車的重要性能之一。目前，國內(nèi)摩托車在NVH性能方面與國外差距很大。在摩托車平順性仿真方面主要采用正弦、階躍和B級路面等標(biāo)準(zhǔn)信號作為激勵，這與實際情況相差較大。道路模擬能在室內(nèi)再現(xiàn)摩托車實際道路行駛時的振動情況，具有重復(fù)性好，安全性高等特點。因此，結(jié)合CAD/CAE技術(shù)和道路模擬試驗技術(shù)，對摩托車平順性進(jìn)行研究具有重要的理論意義和工程應(yīng)用價值。
　　 論文在查閱國內(nèi)外相關(guān)研究文獻(xiàn)并詳細(xì)分析摩托車道路模擬試驗技術(shù)、

2、摩托車虛擬樣機(jī)技術(shù)和摩托車平順性評價方法等方面的研究熱點及存在的問題基礎(chǔ)上，優(yōu)化了摩托車道路模擬試驗方法，提出了基于道路模擬的摩托車平順性仿真分析方法和基于速度與頻率加權(quán)的摩托車平順性客觀評價方法，為摩托車開發(fā)提供了重要的手段。
　　 首先，在分析遠(yuǎn)程參數(shù)控制(RPC)原理、道路模擬試驗方法及關(guān)鍵技術(shù)基礎(chǔ)上，建立了兩通道輪胎耦合式摩托車道路模擬試驗平臺，對摩托車道路模擬試驗進(jìn)行了優(yōu)化。采用優(yōu)化的試驗方案，模擬迭代精度和穩(wěn)定性明顯

3、提高，在室內(nèi)精確再現(xiàn)了道路載荷譜；通過合理布置加速度和應(yīng)變信號測點，對多款車型在海南試驗場、典型水泥路和碎石路上進(jìn)行了多工況道路載荷譜采集，建立了國內(nèi)典型路面摩托車道路載荷譜數(shù)據(jù)庫；采用統(tǒng)計分析、濾波等方法對道路載荷譜進(jìn)行分析和處理，選取前后軸加速度為期望響應(yīng)信號，進(jìn)行了大量模擬迭代和模擬試驗，獲取了代表摩托車實際行駛振動情況的道路模擬激勵譜。
　　 其次，以某125摩托車為例，結(jié)合虛擬樣機(jī)技術(shù)和道路模擬試驗技術(shù)，建立了摩托車5

4、自由度振動分析模型和摩托車剛?cè)狁詈掀巾樞苑抡嫫脚_。一方面，建立了摩托車5自由度線性理論分析模型，運用拉格朗日方法推導(dǎo)了系統(tǒng)運動微分方程和空間狀態(tài)方程，為摩托車振動分析提供了重要的理論基礎(chǔ)。另一方面，建立了摩托車車架有限元模型，應(yīng)用蘭索士法進(jìn)行模態(tài)分析，提取了車架空間柔性體模型，并進(jìn)行了試驗?zāi)B(tài)頻率相關(guān)分析和模態(tài)置信準(zhǔn)則驗證；在考慮車架、減振器和輪胎等零部件非線性特性基礎(chǔ)上，開發(fā)了摩托車人-車剛?cè)狁詈霞醉樞苑抡婺Ｐ?；通過在前后輪添加測試平

5、臺，建立了能真實反映摩托車實際行駛振動情況的人-車-路平順性仿真平臺。
　　 在此基礎(chǔ)上，基于凸塊路面和實際道路譜輸入對摩托車平順性進(jìn)行了仿真分析，建立了摩托車平順性仿真驗證評估方法，并提出了摩托車平順性改進(jìn)意見。借助建立的摩托車5自由度振動分析模型和摩托車剛?cè)狁詈掀巾樞苑抡嫫脚_，以凸塊路面和實際道路譜為輸入，分別進(jìn)行了仿真分析；應(yīng)用摩托車道路模擬試驗機(jī)，在相同輸入下進(jìn)行了試驗，以功率譜密度曲線、時域絕對值最大值和信號平均功率對

6、仿真結(jié)果進(jìn)行了定性和定量綜合評估，仿真結(jié)果和試驗結(jié)果具有很好的一致性；根據(jù)試驗結(jié)果和仿真結(jié)果，對摩托車振動特性進(jìn)行了分析，并提出了改進(jìn)意見。
　　 最后，在分析現(xiàn)有摩托車平順性評價方法及車速與加速度響應(yīng)關(guān)系基礎(chǔ)上，提出了基于速度和頻率加權(quán)的摩托車平順性評價方法，解決了不同車速評價結(jié)果不同的矛盾。通過大量試驗數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)摩托車在碎石路和水泥路上行駛時車速服從一定參數(shù)的貝塔分布，采用直接優(yōu)化參數(shù)估計法進(jìn)行了參數(shù)估計，得到了車速加權(quán)系數(shù)