基于人椅系统三向振动的汽车平顺性建模与仿真.pdf

浙江工业大学
硕士学位论文
基于人椅系统三向振动的汽车平顺性建模与仿真
姓名:潘立
申请学位级别:硕士
专业:机械制造及其自动化
指导教师:谢伟东
20040501
基于人椅系统三向振动的汽车平顺性建模与仿真摘要以频域内四轮随机激励作为系统输入,用仿真低地板城市响,难以准确全面地反映传入人体的振动情况。本文总结了汽车平顺性的国内外研究历史和现状,提出有必要进行基于人椅系统三向振动的汽车平顺性仿真研究。本文结合平顺性研究的主要评价方法和国际关键词:汽车,人椅系统三向振动,十自由度模型,频域分析,现有的汽车平顺性的仿真分析评价只考虑垂向振动对人体的影新标准,归纳出一种新的汽车平顺性评价方案。用分析力学法建立整车动力学模型,推导出以矩阵形式表示的运动微分方程,并通过傅氏变换给出汽车动力学系统的频率响应函数、加速度功率谱密度函数的计算公式。客车等三种车型人椅系统三向加速度功率谱的变化规律,逐项分析车速、悬架刚度与阻尼参数变化对车辆平顺性的影响,通过与相关研究结果的比较及理论分析验证了模型的合理性。仿真结果针对三种车型以前的评价研究,得出了更全面的评价结论,体现了基于人椅系统三向振动的平顺性评价的优越性,为设计更舒适、高效的汽车做出贡献。平顺性评价纫垒,。二÷布来经≯芎、,.ν中文摘要淅珏等搜х锊费宦畚,
砌..—甀,,.,琲瓵甌甌浙江荡笱恫费宦畚英文摘要
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第一章绪论课题的研究背景与意义也是同类汽车在市场竞争中争夺优势的一项重要性能指标。近年来计算机技术、最活跃的因素,因此汽车平顺性的评价是~个极为复杂的问题。振动对人体的直现有的研究大多仅考虑垂向振动对乘坐舒适性的影响,,对于载货汽车还包括保持货物完好的性能。由于平顺性主要根据乘坐者的舒适程度来评价,所以也称为乘坐舒适性。随着高速公路的不断发展和车速的提高,汽车平顺性日益显得重要,成为现代高速、高效率汽车的一个主要性能,随机振动理论、试验方法以及系统动力学研究的发展,使得汽车平顺性的仿真分析更为全面、更接近实际使用情况“。6云灯剿承越蟹抡嫜芯浚梢杂美丛测新产品的平顺性状况,并对其进行及时的改进,同时还可以优化各参数之间的匹配关系,大大缩短设计周期,节约设计成本。影响汽车平顺性的因素是多方面的,它包括路、车、人三个环节,其中人是接影响涉及躯干和身体局部的生物动态反应行为、生理反应、性能减退和敏感度基本参数,振动频率是振动运动速度的表征“H颂迨且桓龈丛拥幕嫡穸低常大量试验资料表明,人体包括心脏、胃在内的“胸一腹”系统在垂直振动,水平振动范围内会出现明显的共振。如果人体某区域或器官出现共振现象,将会引起相应的生理变化,这种变化涉及肌肉系统、呼吸系统、血液循环系统、植物神经系统和感官系统。大约在韵拢秸穸却怪闭穸舾校诔辆的实际振动环境中,韵碌恼穸谄档恼穸肪持姓嫉谋戎叵嗟贝螅对由横向、纵向振动引起的水平振动的影响应给予充分重视”。保持振动环境的舒适’胜,可以保证驾驶员在复杂的行驶和操纵条件下具有良好的心理状态和准确灵敏的反映,可以保证乘客的身体健康与工作效能。应将多向振动的影晌怪薄⒏┭龊托考虑在内诙猿盗境俗媸市缘仿真研究中,只考虑垂向振动对人体影响的评价是不全面的,难以准确反映传入障碍,是影响车辆乘坐舒适性的主要因素。振动加速度是评价振动对人体影响的浙江丁业大学颁论文第一章绪论.
灯剿承缘难芯糠⒄垢趴的水平振动的影响在汽车平顺性的研究中开始被认识到不能被忽略,全面综合考更准确的评价结论。不仅适片诓煌敌图淦剿承缘谋冉希箍赏ü。人机撼萄а芯勘砻鳎擞牖鞯暮侠砼浜隙註岣呷嘶低的总动能具有重要意义。随着社会的进步,人们对汽车平顺性的要求也越来越高,《人体承受全身振动的评价指南》及修订标准,这样在人承受全身振动的评价方面才有了困际通用性标准,而且得到了世界各国的重视,已被许多发达国家作为本国的国家标准。之后评价标准被/断的修改和完善,最新标准中一个很重要的修订就是完善了人体承受全身振动的评价标准,其目的是定义一种量化与人的健康、舒适性和运动病发生有关的振动ㄖ芷诘摹⑺婊幕蛩蔡恼穸的方法,而不是提供振动的界限值”薄。我国参照其最新的标:痘嫡穸氤寤魅颂宄部分:通用要求》对相应标准进行了修订。Ⅲ页性的目的就是控制振动的传递,使乘坐者不舒适的感觉不超过一定界限。在国内外汽车市场竞争日益激烈的今天,如何在汽车设计阶段就能对汽车平顺性进行准确预测和评价,缩短设计周期,降低生产成本,已成为在市场竞争中取胜的关键。本义结合考虑人椅