国标路面谱有限元模型重构方法与汽车行驶虚拟试验研究

摘要

汽车在行驶过程中的振动特性直接影响着驾驶员的工作效能、乘员的舒适性及二者的身体健康等。通过分析可知，汽车的振动主要是由于路面不平引起的。因此利用虚拟现实技术以较高的精度再现路面谱，并在此基础上研究路面不平度所引起的汽车振动特性，对于提高汽车的主动安全性、舒适性是非常重要的，是一个很值得研究的课题。
　　首先，本课题采用逆傅立叶变换法进行了路面不平度曲线的建模工作。其基本思路是由已知路面功率谱得到与其对应的一系列离散傅立叶变换的模值；再用一正态分布的随机序列经傅立叶变换后得到的相位谱作为相角输入，构造出频域信号即幅度谱；再对其进行逆傅立叶变换得到所求路面不平度随机序列，进而生成路面不平度曲线；进而通过编写路面有限元模型的LS-DYNA关键字文件建立国标路面的有限元模型。
　　然后，在虚拟试验场（VPG）中建立了包含路面模型的有限元模型。进行了车架的建模、装配、检查等工作；并以Matlab中建立的六级国标路面为仿真路面，建立了整车与路面结合的路试仿真模型；对仿真过程所要设定的参数进行了设置，如接触的定义，初始边界条件的定义，载荷的施加，求解控制参数的设置等；导出关键字文件完成有限元模型的整个建模过程。
　　最后，对两种路面条件下的有限元模型进行了仿真试验，对车架通过两种路面时的动态响应进行了分析和比较，主要是两种路面条件下车架的应力分析，车架的位移、加速度及轮胎动载荷的分析等，得出了相应的分析规律。

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第一章 绪论

1.1 课题的背景和意义

1.2 国内外研究现状

1.3 本文的主要研究内容

第二章 国标路面有限元模型的建模方法研究

2.1 基于逆傅立叶变换的路面不平度曲线建模方法

2.2 路面不平度曲线的数据压缩

2.3 不同辙道相干性建模方法

2.4 国标路面的主要LS-DYNA关键字

2.5 路面有限元模型的关键字文件自动生成系统

2.6 本章小结

第三章 基于路谱分析的汽车有限元模型建模方法研究

3.1 车架有限元模型的建立

3.2 悬挂总成的生成

3.3 整车模型的联接

3.4 国标六级路面模型的生成

3.5 接触、边界条件与初始条件

3.6 本章小结

第四章 基于国标路面的轻型货车路试仿真分析

4.1 两种模型的路试结果分析与比较

4.2 本章小结

第五章 总结与展望

5.1 全文总结

5.2 工作展望

A 附 录

A.1 路面不平度曲线重构程序

A.2 路面曲线压缩程序

A.3 根据路面不平度曲线生成路

A.4 根据路面网格生成LS-DYNA

参考文献

致谢