簧载质量非簧载质量对平顺性的影响.docx
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一、二自由度1/4车辆模型
将悬架模型简化为二自由度1/4车辆模型。
基于频域的一种优化方法，根据路面的输入谱，由系统频响函数可以求得系统响应的输出谱，进而求得响应的均方根值。
如图所示为两自由度车辆系统模型，、分别为簧载质量和非簧载质量，、为分别为悬架的刚度和阻尼，为轮胎的刚度，轮胎阻尼很小，忽略不计。
、和分别为车身、轮胎的垂向位移和路面激励。
图1两自由度车辆系统模型
根据牛顿第二定律，忽略系统中的非线性因素，可得系统运动方程为
振动系统受到振幅为、频率为的单一正弦波输入，其形式如下：
根据振动力学理论，经一个瞬态滞后，该线性系统的稳态响应输出，其形式与输入的形式类似，表示如下：
（2.16）
其中输出响应频率仍为，与输入频率完全相同；但输出的振幅值和不同，并且由响应时间滞后引起的相位差不同。
通过上面的分析，可以知道，对于一个单输入，系统输出状态矢量为的系统，其输入和输出的关系可写为：
，其中被称之为频率响应函数。
在该振动系统中，车轮和车身质量块的速度和加速度可分别写为：
将上式代入方程，可以求得车轮和车身位移的频率响应，即和分别为：
其中。
因此悬架簧载质量加速度（）、动挠度、轮胎动载荷（）以及相应的频响函数分别为
；
；
；
一旦建立了系统的频率响应函数，就可以根据已知的路面谱密度输入求出系统输出变量的谱密度。
各种性能参数的计算主要根据随机过程理论中的两条法则：
①线性系统输出的功率谱密度谱等于输入谱密度乘以系统频率响应函数的平方；②均方值等于输出均方谱（功率谱）密度函数在整个频率范围内的积分[31]。
根据式可求得车身加速度、悬架动行程和车轮相对动载荷对路面激励的频响函数、和。
假设随机激励的路面不平度的功率谱密度为，根据随机振动理论[9]，车身加速度、悬架动行程和车轮相对动载荷对路面激励的响应谱为
（3.2）
上式中为车身加速度、悬架动行程和车轮相对动载荷对路面激励的频响函数、和。
各响应均方值为
（3.3）
由公式[10]可分别得到车身加速度、相对动行程和相对动载的均方值、和。
二、计算结果分析
原始参数：
非簧载质量
（kg）
簧载质量
（Kg）
悬架刚度
（N/m）
悬架阻尼
c（Ns/m）
轮胎刚度
（N/m）
75
240
2.6e+4
1100;
2e+5
非簧载质量取值为的：
50%、75%、100%、125%、150%,即37.5、56.25、75、93.75、112.5Kg。
簧载质量取值为的：
50%、75%、100%、125%、150%,120、180、240、300、360Kg。
1、在幅值为0.01的激励作用下各相应随激励频率的变化曲线
共振频率；大时、小时工况；共振时总是
2、在车速为30m/s的B级路面随机激励下各相应的均方根值随非簧载质量的变化曲线
通过公式，进行理论分析这三个参数的趋势！
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通过公式，进行理论分析这三个参数的趋势！
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对于精密设备的运输：
加配重、减少非簧载质量（轻量化车桥！
）可减小簧载质量的加速度！
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