《物流系统建模与仿真》结课论文汽车行驶平顺性建模与仿真学院：研究生学院专业班级：机械工程1402班学生姓名：剑江湖时间：2015 年5月18 日摘要通过分析汽车振动源和人体对振动的反应, 用模态综合技术, 建立了十三自由度人-椅-车系统的动力学模型, 运用随机振动理论, 给出了振动形态、传递函数、悬架动挠度、车轮动载荷、座椅加速度等参量的计算方法, 开发了一套“ 汽车平顺性仿真软件” 并利用已有的汽车数据, 对汽车行驶时的振动特性进行了仿真, 得到了重要结论: 发动机与轮胎刚度、阻尼, 后桥阻尼对驾驶员座椅处的振动影响不大; 驾驶员座椅的垂直刚度增加很大时, 对垂直方向振动响应比较大; 前桥刚度、阻尼对驾驶员座椅处的振动影响较大; 前轮胎刚度对前桥振动影响较大, 前轮胎刚度增加, 则振动加强;后桥刚度对汽车平顺性有一定影响, 后桥刚度减小, 则座椅处垂直加速度减小. 利用该模型可对汽车行驶平顺性进行预测或评估.关键词: 汽车; 平顺性; 建模; 仿真AbstractFrom the analysis of automobile vibration sources and the human responses to vibration , a mechanic model of man -chair -vehicle system with 13 degrees of freedom is built by vibration pattern analyzing technology .Using the random vibration theory , the calculating methods are developed for parameters , including vibration pattern , transfer function , wheel transient load , and acceleration of seat , automobile ride quality simulation software is developed . With available data of motor , the simulation calculating results about vibration character istics are given ,and important conclusions drawn are as follows : the stiffness and damping of the generator and wheel tire and the damping of back -axis have not much effect on the vibration of the seat ; Vertical stiffness of driver ' s seat has much effect on the vibration as it gets larger ; The stiffness and damping of fore-axis have much effect on the vibration of driver seat . The stiffness of the fore tires has much effect on the vibration of the fore-axis . The vibration increases with the stiffness of fore -tire increasing , The stiffness of back-axis has some effect on the automobile ride quality .As the stiffness of back-axis decreased , the acceleration of the driver ′ s seat decreases . With this simulation software , automobile ride quality can be predicted or evaluated .Key words : Automobile ; ride quality ; model ; simulation目录摘要 (I)Abstract (II)目录............................................................................................... I II 第1章绪论 ............................................................................... - 1 -1.1 课题研究的背景和意义 ................................................ - 1 -1.1.1 汽车行驶平顺性研究的背景和意义 ................. - 1 -1.1.2 轿车和重型汽车行驶平顺性研究的意义 ......... - 1 -1.1.3 汽车行驶平顺性建模与仿真研究的意义 ......... - 2 -1.2 国内外汽车行驶平顺性建模与仿真研究现状 ............ - 3 -1.2.1 面向结构和面向参数的方法比较 ..................... - 3 -1.2.2 路面对汽车激励建模研究的现状 ..................... - 3 -1.2.3 汽车振动模型建模研究的现状 ......................... - 4 - 第2 章平稳随机振动虚拟激励法研究 ................................... - 5 -2.1 单点激励单点响应虚拟激励法的基本理论 ................ - 5 -2.1.1 平稳随机振动的基本假设 ................................. - 5 -2.1.2 关于单点激励单点响应虚拟激励法的说明..... - 5 -2.2 广义单点虚拟激励法的基本理论 ................................ - 6 -2.2.1 结构系统的频率响应 ......................................... - 6 -2.2.2 广义单点平稳随机激励 ..................................... - 6 - 第3 章平稳随机振动虚拟激励法的应用 ............................... - 7 -3.1 虚拟路面激励的构造 .................................................... - 7 -3.1.1 1/2 汽车结构系统的虚拟路面激励................... - 7 -3.1.2 四轮整车结构系统的虚拟路面激励 ................. - 7 -3.2 应用实例 ........................................................................ - 8 - 第4章总结 ............................................................................... - 9 - 参考文献...................................................................................... - 10 -第1章绪论汽车行驶平顺性[1]是指汽车行驶过程中能保证乘员不致因车身振动而引起不舒适和疲乏感觉，以及保持运载货物完整无损的性能。
汽车行驶平顺性的优劣直接影响到乘员的舒适性和货物的完整性，并制约着汽车动力性和经济性的发挥及零部件的使用寿命。
随着汽车日新月异的发展，汽车行驶平顺性也被越来越加重视，体现着汽车技术的提高。
1.1 课题研究的背景和意义1.1.1 汽车行驶平顺性研究的背景和意义随着社会的发展和科学技术的进步，世界汽车工业已取得了令人瞩目的成就，正朝着安全、舒适、环保、节能的方向前进，尤其是汽车乘坐的舒适性更是人们追求高品质生活的重要体现，汽车行驶平顺性是影响汽车乘坐舒适性的重要原因。
因此，汽车行驶平顺性的研究日益受到国内外的重视。
对于汽车本身而言，由于各种性能相互影响，因此，作为汽车的性能指标之一的行驶平顺性也影响着其它性能的发挥。
在行驶过程中，如果行驶平顺性很差，强烈振动产生的冲击会加速零部件的磨损，降低零部件的疲劳寿命，降低汽车的操纵稳定性和制动性。
为了减小振动产生的冲击，必须放慢车速，但却使运输效率降低。
低速行驶会使燃油燃烧不充分，而使燃油经济性变差，排放性也变差。
对于驾驶员而言，好的行驶平顺性能会让人心情愉快，充分享受驾驶带来的快乐。
否则，汽车的不停颠簸，会使驾驶员疲惫，注意力不集中，易引发交通事故，造成人财损失。
1.1.2 轿车和重型汽车行驶平顺性研究的意义汽车是综合性很强的耐用产品，它在工业、农业、国防建设中已经必不可少。
汽车工业在国际经济领域中占有重要的地位，例如，十大跨国公司在世界上具有举足轻重的作用。
现在，世界轿车发展的趋势之一就是安全舒适，无论是在国内还是在国外，无论是低档轿车还是高档轿车，人们关注的仍然是轿车的舒适性[3]。
中国自主品牌的轿车在市场的竞争能力不如国外品牌轿车的主要原因之一：舒适性不如国外品牌轿车。
国内路形复杂，影响轿车的行驶平顺性，从而更加影响轿车的乘坐舒适性。
因此，研究轿车的行驶平顺性，提高国产轿车的舒适性，对增强轿车市场的竞争能力有着至关重要的作用。
重型汽车目前在世界上是长途公路运输的主力军，其优势为高效、低成本、低油耗[4]，然而，较有实力的重型汽车制造公司基本上都在欧洲和美国。
正是由于上述原因，研究轿车、重型汽车的行驶平顺性也成为国家863 高技术研究发展计划重点项目：轿车集成开发先进技术（2006AA110102）的子课题“轿车底盘匹配与性能优化”的一部分和重型商用车集成开发先进项目（2006AA110104）的子课题“底盘集成匹配与性能优化”的一部分。
1.1.3 汽车行驶平顺性建模与仿真研究的意义为了保证汽车具有良好的行驶平顺性，汽车性能的预测极其重要。