車路耦合振動系統(tǒng)中的功率流分析

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1、ｆ，１■密級；公開《糸ｆ或店苗ＳＨＩＪＩＡＺＨＵＡＮＧＴＩＥＤＡＯＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ工學碩±學位論文車路稱合振動系統(tǒng)中的功率流分析Ｐｏｗｅｒ－ＦｌｏｗＡｎａｌｙｓｉｓｏｆＶｅｈｉｃｌｅｒｏａｄＣｏｕｐｌｅｄＶｉｂｒａｔｉｏｎＳｓｔｅｍｙ接養(yǎng)單位；機械王程學院專業(yè)：載運工具運用工程研究生：夏二立指導教師；陳恩利教授田瑞豈教授二〇—五年六月獨創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的論文是我個人在導師指導下進行的研究工作及取得的研究成果。盡我所知，除了文中特別加標注和致謝的地

2、方夕ｈ論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得石家莊鐵道大學或其它教育機構的學位或證書而使用過的材料。與我一同工作的同志對本研究所做的任何貢獻均己在論文中作了明確的說明并表示了謝意。＿么簽名？於：知日期：７八片關于論文使用授權的說明本人完全了解石家莊鐵道大學有關保留、使用學位論文的規(guī)定，同意學校保留并向有關部口送交論文的復印件和電子版本，允許論文被查閱和借閱，同意學校將論文加入《中國優(yōu)秀博碩±學位論文全文數(shù)據(jù)庫》和編入《中國學位論文全文數(shù)據(jù)庫》。本人授權石家莊鐵道大學，可１＾采用影印、縮印

3、或其他復制手段保存論文，可＾＾公布論文的全部或部分內(nèi)容。（保密的論文在解密后應遵守此規(guī)定）－＇／作者答名；日期：從ＵＨ導師簽名日期止主。ｉ＿Ｉ摘要摘要車路耦合動力學是具有實際工程意義的重要研究方向，也是當前的熱點研究問題。但是目前對車路耦合系統(tǒng)的研究主要是通過建立車路耦合系統(tǒng)的模型，使用不同的計算方法對路面的變形和應力以及車輛的速度、加速度等物理量進行研究。本文采用功率流方法，從能量傳遞的角度研究車路耦合系統(tǒng)中的能量傳遞與轉(zhuǎn)化關系。論文主要的研究內(nèi)容包括：對復雜的線性振動系統(tǒng)功率流傳遞特性進行了研究，推導了功率流的基本表達式及計算方

4、法。建立了單自由度非線性車輛模型及系統(tǒng)方程，并使用諧波平衡法推導了單自由度非線性懸架系統(tǒng)的幅頻曲線方程。對方程進行無量綱化處理，使用平均法求得系統(tǒng)的幅頻特性曲線方程，并進行穩(wěn)定性分析。根據(jù)功率流基本理論，推導了由路面激勵傳遞到車輛系統(tǒng)的功率流表達式以及車體最大動能表達式。編寫matlab程序，比較了輸入功率流一次近似解析解和數(shù)值解，通過數(shù)值分析，得到了懸架系統(tǒng)的線性剛度、非線性剛度以及阻尼系數(shù)對輸入功率流和車體最大動能的影響。分別建立了單自由度1/4車輛-路面耦合模型及系統(tǒng)方程和兩自由度1/4車輛-路面耦合模型及系統(tǒng)方程，對路面方程進行離散化處理，并用諧

5、波平衡法對耦合方程進行處理。推導了路面輸入車輛的功率流表達式、車輛作用傳遞給路面的功率流表達式以及車體最大動能表達式。得到了車體、輪胎和路面之間的能量轉(zhuǎn)化關系。通過數(shù)值分析，以減少輸入系統(tǒng)的功率流和車體最大動能為目標，比較了重要參數(shù)對系統(tǒng)的影響。研究結果表明，功率流方法能夠揭示系統(tǒng)的能量傳遞與轉(zhuǎn)化關系，并為車輛和路面系統(tǒng)的參數(shù)選擇提供了一定的參考。關鍵詞：車路耦合；非線性；功率流；能量傳遞AbstractAbstractVehicle-roadcouplingdynamicsisnotonlyanimportantresearchdirectionwhi

6、chisofpracticalengineeringsignificance,butalsoahotspotresearchquestion.Whilecurrently,researchersmainlyfocusonbuildingaprecisevehicle-roadcouplingmodel,anduseallsortsofcalculatingmethodtostudythedeformationandstressofroad,alsoconductsomeresearchesonthevelocityandaccelerationofthe

7、vehicle.Researchesalsowereconductedinthisthesis,adoptinganewlydevelopedmethod,namelythepowerflowmethod,itcanstudythetransmissionandtransferofenergyinvehicle-roadcouplingsystem.Themainresearchcontentsareasfollows:(1)Thetransmissionandtransferincomplicatedlinearvibrationsystem,aswe

8、llasthemainequationandcalculationmethodo