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(guó)內(nèi)摩托車在NVH性能方面與國(guó)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(jí)路面等標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)作為激勵(lì)，這與實(shí)際情況相差較大。道路模擬能在室內(nèi)再現(xiàn)摩托車實(shí)際道路行駛時(shí)的振動(dòng)情況，具有重復(fù)性好，安全性高等特點(diǎn)。因此，結(jié)合CAD/CAE技術(shù)和道路模擬試驗(yàn)技術(shù)，對(duì)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(jià)值。
　　 論文在查閱國(guó)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(yàn)技術(shù)、

2、摩托車虛擬樣機(jī)技術(shù)和摩托車平順性評(píng)價(jià)方法等方面的研究熱點(diǎn)及存在的問(wèn)題基礎(chǔ)上，優(yōu)化了摩托車道路模擬試驗(yàn)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(píng)價(jià)方法，為摩托車開(kāi)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(yàn)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(yàn)平臺(tái)，對(duì)摩托車道路模擬試驗(yàn)進(jìn)行了優(yōu)化。采用優(yōu)化的試驗(yàn)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(guò)合理布置加速度和應(yīng)變信號(hào)測(cè)點(diǎn)，對(duì)多款車型在海南試驗(yàn)場(chǎng)、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(guó)內(nèi)典型路面摩托車道路載荷譜數(shù)據(jù)庫(kù)；采用統(tǒng)計(jì)分析、濾波等方法對(duì)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(hào)，進(jìn)行了大量模擬迭代和模擬試驗(yàn)，獲取了代表摩托車實(shí)際行駛振動(dòng)情況的道路模擬激勵(lì)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(yàn)技術(shù)，建立了摩托車5

4、自由度振動(dòng)分析模型和摩托車剛?cè)狁詈掀巾樞苑抡嫫脚_(tái)。一方面，建立了摩托車5自由度線性理論分析模型，運(yùn)用拉格朗日方法推導(dǎo)了系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)微分方程和空間狀態(tài)方程，為摩托車振動(dòng)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(yàn)?zāi)B(tài)頻率相關(guān)分析和模態(tài)置信準(zhǔn)則驗(yàn)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(kāi)發(fā)了摩托車人-車剛?cè)狁詈霞醉樞苑抡婺Ｐ停煌ㄟ^(guò)在前后輪添加測(cè)試平

5、臺(tái)，建立了能真實(shí)反映摩托車實(shí)際行駛振動(dòng)情況的人-車-路平順性仿真平臺(tái)。
　　 在此基礎(chǔ)上，基于凸塊路面和實(shí)際道路譜輸入對(duì)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(yàn)證評(píng)估方法，并提出了摩托車平順性改進(jìn)意見(jiàn)。借助建立的摩托車5自由度振動(dòng)分析模型和摩托車剛?cè)狁詈掀巾樞苑抡嫫脚_(tái)，以凸塊路面和實(shí)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(yàn)機(jī)，在相同輸入下進(jìn)行了試驗(yàn)，以功率譜密度曲線、時(shí)域絕對(duì)值最大值和信號(hào)平均功率對(duì)

6、仿真結(jié)果進(jìn)行了定性和定量綜合評(píng)估，仿真結(jié)果和試驗(yàn)結(jié)果具有很好的一致性；根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果和仿真結(jié)果，對(duì)摩托車振動(dòng)特性進(jìn)行了分析，并提出了改進(jìn)意見(jiàn)。
　　 最后，在分析現(xiàn)有摩托車平順性評(píng)價(jià)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(píng)價(jià)方法，解決了不同車速評(píng)價(jià)結(jié)果不同的矛盾。通過(guò)大量試驗(yàn)數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)摩托車在碎石路和水泥路上行駛時(shí)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(jì)法進(jìn)行了參數(shù)估計(jì)，得到了車速加權(quán)系數(shù)