基于混沌特征的汽车悬架隔振性能评价技术研究

摘要

在载运工具运用工程研究领域，振动所带来的危害一直是困扰人们的一大难题。为了提高驾乘人员在车辆行驶与作业中的乘坐舒适性，人们采用了诸多减振措施，其中汽车悬架是隔振系统中的重要组成部分，其隔振性能直接影响着整车的平顺性、舒适性和操纵稳定性。同时，为了使悬架能够对不同路面具有较好的适应能力，通常将悬架的刚度和减振器的阻尼设计成非线性，但目前尚未找到一种适合表征悬架系统隔振性能的非线性判据。 对汽车悬架隔振性能进行混沌评价，是基于非稳态非线性动力学系统的混沌性质。开展汽车悬架隔振性能混沌评价技术的研究具有理论意义和实际应用价值，也具有十分广阔的工程应用前景。 本论文在分析国内外汽车悬架隔振性能常规检测与评价技术的基础上，进行了以下内容的研究： (1)汽车悬架隔振性能评价技术的混沌基础与混沌评价的相关工程应用现状。在研究混沌理论的发展过程及其应用现状、一般工程系统和工程隔振装置性能的混沌评价现状的基础上，提出了本论文的研究目的及任务：汽车悬架隔振性能的混沌评价。 (2)混沌理论研究。探讨确定最小相空间维数和计算各混沌特征参数的方法；编写计算混沌特征参数的MATLAB程序，以求得系统的最小嵌入相空间维数Mmin、关联维数D2、K熵和最大Lyapunov指数等参数。 (3)汽车悬架混沌振动的临界条件及其数值计算(仿真)。利用Melnikov方法求得双频拟周期路面激励下1/4汽车模型出现混沌的临界值，并进行数值计算(仿真)，讨论各参数对系统出现混沌的影响，证明汽车悬架振动信号能够进入混沌状态。 (4)汽车悬架振动实验数据的获取。搭建实验平台，并利用4PLD型平板制动试验台进行实验，获取越野吉普车BJ212、BJ2020S和轿车SUZUKI2.5、HONDA3.0的悬架振动数据。 (5)汽车悬架隔振性能的混沌评价。探讨汽车悬架系统物理参数变化时，悬架系统隔振性能的变化规律，寻找悬架物理参数与振动混沌特征之间的对应关系，形成采用混沌特征参数族表征的悬架隔振效率新判据，建立评价汽车悬架系统隔振性能的新方法。 研究结果表明：①对于吉普车型，可采用最小嵌入相空间维数Mmin、关联维数D2和K熵值来评价悬架隔振性能的变化；②对于不同车型，可采用关联维数D2来区分吉普车型或轿车型的悬架。

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文摘

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第一章汽车悬架隔振性能检测与评价的现状

第二章汽车悬架隔振性能评价技术的混沌基础与混沌评价的相关工程应用现状

第三章混沌理论基础

第四章汽车悬架混沌振动的临界条件及其数值计算(仿真)

第五章汽车悬架隔振性能的混沌评价

总结与展望

参考文献

致谢

附录