路面随机激励下的汽车振动仿真

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毕业设计（论文）题目路面随机激励下的汽车振动仿真

目录

摘要 (Ⅰ)

Abstract (Ⅱ)

1 绪论 (1)

1.1 振动的危害 (1)

1.2 振动研究的问题 (1)

1.3 研究机械振动的基本方法 (2)

1.4 汽车振动问题 (3)

1.5 振动分析有限单元方法 (3)

1.6 Simulink简介 (4)

2 路面随机激励模型 (5)

2.1 基本概念 (5)

2.2 路面随机激励时域模型 (5)

2.3 白噪声法建立路面数学模型 (5)

2.4 用matlab/simulink进行仿真 (7)

3 建立整车4自由度模型 (9)

3.1 汽车振动模型 (9)

3.2 系统运动微分方程的建立 (11)

4建立matlab/simulink仿真模型 (13)

4.1 建立动态系统模型的要素 (13)

4.2 动态系统建模概述 (13)

4.3 建立汽车振动系统仿真模型 (14)

5振动仿真分析 (15)

5.1 simulink动态系统仿真过程 (15)

5.2 选取汽车模型参数 (16)

5.3 仿真分析 (16)

5.4 研究悬架刚度的影响 (19)

6结论 (25)

致谢 (26)

参考文献 (26)

摘要

当今社会，汽车在人们的日常生活中占据着越来越重要的作用，人们对于汽车也提出了越来越高的要求。进入新世纪以来，汽车技术取得了巨大的发展，汽车各方面的性能也取得了巨大的进步。人们对于汽车的研究越来越全面，对于汽车振动的研究已经成为了汽车研究中重要的课题之一。然而，由于汽车是一个包含惯性、弹性、阻尼等动力学特征的非线性系统，零件多，受力复杂，而且构成汽车的各子系统之间存在相互耦合作用，使得汽车的动态特性非常复杂。要想真实描绘汽车的动态特性，必须考虑尽可能多的零件运动来获得精确的数学模型，而太复杂的模型又给求解带来了巨大的困难，甚至得不到结果。因此，本文以整车4自由度为对象，通过仿真技术的运用，来研究在路面随机激励下汽车的振动特性，研究结果可以对汽车平顺性研究提供参考。

关键字：汽车、振动、路面随机激励、仿真技术

Abstract

In today's society, the automobile plays a more and more important role in people's daily life, people in automobile is also put forward higher requirements. Since entering the new century, the automobile technology has achieved great development, the performance of automobile have also made great progress. People in automobile research more comprehensive, research for the automobile vibration has become one of the important topics in automotive research. However, because the car is a inertia, elasticity, damping, dynamic characteristics of the nonlinear system, parts, complex loading, coupling effects exist between each subsystem and vehicle, the dynamic characteristics of the vehicle is very complex. Dynamic characteristics to real depicts car, must be taken into account as much as possible parts movement to obtain the precise mathematical model, and the model is too complex to solve has brought great difficulties, or even no results. Therefore, based on the 4 degrees of freedom vehicle as the object, through the use of simulation technology, to study the vibration characteristics of vehicle under excitation of random road surface, the results could provide reference for the study of vehicle ride comfort.

Key words:automobile、vibrancy、road random excitation 、technique of simulation

1 绪论

1.1振动的危害

在自然界中，振动现象是不可避免的，汽车在运行过程中振动也是不可避免的，如汽车在崎岖不平道路上行驶时所引起的振动。如果汽车长期处于这种振动环境，驾驶员往往会患上腰椎劳损、胃下垂等职业病。

振动也会产生噪声，污染环境，影响人们正常的工作和休息。纺织机械发出的巨大噪声使纺织工人患耳聋、耳背的比例大大增加。建筑工地上工程机械作业引起的振动噪声，如钻孔机、打桩机和混凝土导振器等发出的噪声破坏了人们的生活环境，噪声达到一定的分贝值就会严重影响人们正常的工作和休息。

在大多数机器、机械结构和动态系统中都不希望发生振动。因为振动会降低机床的精度，产生误动作，影响机械的性能；振动会降低仪器的准确性及其工作寿命；振动会使机器、结构出现疲劳破坏，影响使用寿命；振动还会产生噪声，增加能量耗损。

正因为振动有这么多的危害，研究振动的规律，减少振动带来的危害变得非常必要。对于汽车振动的研究在汽车技术研究也占据着重要的地位。

1.2 振动研究的问题

了解了振动的危害，为了能降低甚至消除振动所带来的危害，就需要人们去研究振动问题，掌握振动机理，利用振动规律来造福人类。所要研究的振动问题有以下几个方面：

（1）振动隔离：在振动源不可能完全消除的情况下，研究如何减小振动对结构的影响。如汽车悬架的设计就是为了减小汽车在不平路面上行驶时传给车身的振动。

（2）在线控制：利用振动信号监控设备工作状况，诊断故障。如对发动机故障进行的振动监测和诊断。

（3）工具开发：利用振动原理，研究和开发新型的振动源和振动工具。如地下钻孔机利用振动来松动土层，减少阻力，提高钻孔效率。

（4）动态性能分析：对机器的动态性能进行分析，如汽车的乘坐舒适性、操纵稳定性等进行振动分析。同时研究机器和结构件的疲劳寿命。动强度等问题。

（5）模态分析：振动中模态分析的理论和试验的研究。

对于一般的振动问题，可以用图1所示的框图来说明。图中的“振动系统”是指