摩托車及全地域車行駛動力學(xué)研究.pdf

1、行駛動力學(xué)性能是摩托車及全地域車的重要使用性能,包括平順性和操縱穩(wěn)定性,目前對于摩托車及全地域車行駛動力學(xué)方面的研究還很少,部分關(guān)鍵技術(shù)國內(nèi)尚處于空白狀態(tài)。本文系統(tǒng)的對摩托車及全地域車的行駛動力學(xué)的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了研究,主要包括平順性評價的主觀和客觀方法探索性研究、平順性測試評價分析研究、車體結(jié)構(gòu)動態(tài)特性分析研究、平順性建模分析研究和操縱穩(wěn)定性分析研究。本文首先深入研究了人體振動評價國內(nèi)外研究現(xiàn)有成果,進(jìn)行了大量摩托車和全地域車的平順性道

2、路行駛試驗,在此基礎(chǔ)上分析了摩托車及全地域車的平順性特點,提出了摩托車及全地域車平順性客觀評價方法,利用加權(quán)加速度均方根值為指標(biāo)對座位處和手把處的振動分別進(jìn)行評價,大量試驗測試分析結(jié)果表明提出的評價方法可行。人的主觀感覺才是平順性的最終評價,為此提出了一種平順性主觀評價方法,采用五級評分指標(biāo),由數(shù)十名經(jīng)驗豐富的駕駛員、數(shù)十名摩托車用戶,對數(shù)十款典型摩托車進(jìn)行駕駛感受五級打分評價,基于此數(shù)據(jù),采用模糊評價的方法,建立了平順性主觀模糊評價模

3、型,從而建立起了座位處振動和手把處振動的客觀評價指標(biāo)和人體主觀感覺之間的聯(lián)系。為滿足摩托車及全地域車平順性測試評價分析的需求,基于虛擬儀器理念開發(fā)了便攜式的測試系統(tǒng),搭建了可脫離計算機(jī)獨立進(jìn)行數(shù)據(jù)采集測試的硬件系統(tǒng),利用時域法和頻域法設(shè)計開發(fā)了平順性分析軟件。應(yīng)用便攜式平順性測試系統(tǒng),對數(shù)十款摩托車及全地域車進(jìn)行了平順性試驗,分析了摩托車及全地域車的平順性特點:高頻振動較大,而且發(fā)動機(jī)的影響個體差異較大;振動的峰值因子約為5;除全地域車

4、的手把處外,其余部位的左右方向振動較小可忽略。車體動特性直接影響平順性的好壞,本文結(jié)合有限元法和試驗法分析了車體結(jié)構(gòu)動態(tài)特性,針對車架掛發(fā)動機(jī)的結(jié)構(gòu)動態(tài)特性分析,提出了有效的簡化建模方法——把發(fā)動機(jī)簡化為具有質(zhì)量和轉(zhuǎn)動慣量的0維質(zhì)量單元,通過MSC.Nastran中的RBE2單元與車架剛性連接,并經(jīng)試驗驗證具有通用性,使車體動特性分析效率大幅提高。分析表明發(fā)動機(jī)極大的改變了車架結(jié)構(gòu)特性,在考慮車體結(jié)構(gòu)動態(tài)特性與整車振動的匹配關(guān)系時,必須

5、考慮發(fā)動機(jī)對車體結(jié)構(gòu)的影響。結(jié)合車體結(jié)構(gòu)動態(tài)特性分析和整車平順性試驗,分析了車體結(jié)構(gòu)與平順性的匹配關(guān)系,進(jìn)行了多款摩托車平順性改進(jìn),論文中給出了兩款通過改善車體結(jié)構(gòu)動態(tài)特性來改善整車平順性的實例。為分析結(jié)構(gòu)參數(shù)對平順性的影響,基于MSC.Adams建立了摩托車和全地域車整車平順性動力學(xué)模型,考慮路面激勵和發(fā)動機(jī)激勵的影響,建模時把發(fā)動機(jī)作為實體,施加驅(qū)動和氣體作用力以模擬發(fā)動機(jī)的真實工作特點。分析了人體振動假人模型、車架柔性化在平順性建

6、模時的影響,指出了假人模型和車架柔性化的必要。利用正交試驗法,討論了某摩托車和某全地域車中前后懸架、座椅剛度系數(shù)和阻尼系數(shù)對平順性的影響,結(jié)果表明座椅參數(shù)對座椅振動影響最大,對手把振動和摩托車座位處振動來說,前懸參數(shù)的影響比后懸大,而后懸參數(shù)對全地域車座位處振動的影響更大,另外參數(shù)間的交互作用也值得重視。參照汽車操縱穩(wěn)定性試驗評價方法,初步建立了全地域車操縱穩(wěn)定性試驗評價方法并進(jìn)行了試驗測試分析。試驗發(fā)現(xiàn)全地域車在低側(cè)向加速度時具有不足