汽车振动分析_Matlab
基于MATLAB 的二自由度和四自由度汽车振动模型分析
Science and Technology &Innovation ┃科技与创新2020年第17期·67·文章编号：2095－6835（2020）17－0067－03基于MATLAB 的二自由度和四自由度汽车振动模型分析金琦珺，罗骞＊（武汉理工大学汽车工程学院，湖北武汉430070）摘要：以普通乘用车为例，将汽车简化成独立悬架整车二自由度与四自由度动力学模型，根据牛顿第二定律求出系统的运动微分方程，并利用MATLAB 研究了汽车振动的频率响应特性，求解得到该振动系统的固有频率和各主振型，绘制出车身、前后轴振动对前后轮激励的频率响应曲线图。
并着重研究了轮胎阻尼对汽车平顺性的影响。
该研究能够对减轻汽车振动及提高汽车行驶平顺性提供一定有益的参考。
关键词：MATLAB ；二自由度：四自由度；自由振动中图分类号：TH701文献标识码：A DOI ：10.15913/ki.kjycx.2020.17.0261引言机械振动对于人类的生产生活来说是一把双刃剑，既可以服务于人类，又对人类的生产活动有重大危害。
机械振动既有有利的一面也有有害的一面。
需对振动进行动态分析，通过研究物体偏离平衡位置的位移、速度、加速度等的动态变化来达到目的。
在物体的平衡点附近出现的物体的来回运动，有线性和非线性两种振动模式。
由于外界对系统的激励或作用，使得机械设备产生噪声及有损于机械结构的动载荷，从而影响设备的工作性能和寿命。
尤其是发生共振情况时，可能使机器设备受到损坏，所以急需对机械振动的相关原理进行研究。
为了合理减小振动对设备的危害，充分利用振动进行机器运作，对机械振动产生的规律进行了探讨和研究。
随着计算机智能系统的快速发展，相关的仿真技术都出现了极大的提升空间，在日常的生产活动中，人们经常用到的相关软件有adams 、abaqus 等。
目前MATLAB 计算机软件在计算机的仿真方面使用更加广泛一些，MATLAB 是一款拥有强大绘图能力的工程计算高级计算机语言。
1-开题报告-基于MATLAB的汽车振动控制仿真
附件4
理工科类
本科生毕业设计（论文）开题报告
论文(设计)题目基于MATLAB的汽车振动控制
仿真
作者所在系别机械系
作者所在专业车辆工程
作者所在班级B13142
作者姓名吴祥瑞
作者学号201322209
指导教师姓名白亚双
指导教师职称讲师
完成时间2017 年 3 月
北华航天工业学院教务处制
说明
1．根据学校《毕业设计(论文)工作暂行规定》，学生必须撰写《毕业设计（论文）开题报告》。
开题报告作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。
2．开题报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期内完成，经指导教师签署意见及所在专业教研室论证审查后生效。
开题报告不合格者需重做。
3．毕业设计开题报告各项内容要实事求是，逐条认真填写。
其中的文字表达要明确、严谨，语言通顺，外来语要同时用原文和中文表达。
第一次出现缩写词，须注出全称。
4．开题报告中除最后一页外均由学生填写，填写各栏目时可根据内容另加附页。
5．阅读的主要参考文献应在10篇以上（土建类专业文献篇数可酌减），其中外文资料应占一定比例。
本学科的基础和专业课教材一般不应列为参考资料。
6．参考文献的书写应遵循毕业设计（论文）撰写规范要求。
7．开题报告应与文献综述、一篇外文译文和外文原文复印件同时提交，文献综述的撰写格式按毕业设计（论文）撰写规范的要求，字数在2000字左右。
基于MATLAB的车削细长轴过程非线性振动分析
参考 依据 … 。
车 削 过 程 是 一 个 非 常 复 杂 的 动 态 切 削 过 程 。 在 这
个动态切 削过程 中 ， 削力 和系 统刚 度都存 在 一定 的变 切
化 规 律 。 此 处 我 们 简 化 车 削 系 统 模 型 为 单 自 由度 ， 虑 考 了刚 度 的非 线 性 变 化 ， 析 了 该 简 化 系 统 在 切 削 过 程 的 分 稳 定 性 。 基 于 上 述 内 容 ， 文 建 立 了 车 削 系 统 单 自 由度 本 非 线 性 振 动模 型 ， 考 虑 其 非 线 性 刚 度 ， 用 Ｍａ ａ 并 应 ｔ ｂ数 ｌ
关键 词 ： 线 性 ； 动 ； 非 振 ＭＡＴ ＡＢ； 削 Ｌ 车
中 图 分 类 号 ： Ｈ１ ； Ｇ ５ Ｔ ６ Ｔ ６
文 献 标 识 码 ： Ａ
Ｎｏｎ ｉ ｅ ｒ Ｖｉ ｒ ｔｏ ｌｎ ａ ｂ ａ ｉ ｎ Ａｎａ ｙ ｉ ｎ ｌ ｓ ｓ ｏ Ｔｕｒ ｎ ｉ — ｌ ｇ Ａ ｘ ｓ Ｐｒ ｃ ｓ ｙ Ｍ Ａ ＴＬＡＢ ｎｉ ｇ Ｔｈ ｎ ｏｎ ｉ ｏ ｅ ｓ ｂ
因非 常 复 杂 ， 动 不 仅 恶 化 加 工 表 面 的 质 量 ， 短 了 刀 振 缩
效 弹 簧 刚 度 ， 为 等 效 阻 尼 。 （） 系 统 振 动 位 移 ， ｔ ｃ ｔ为 Ｆ（） 为 切 削 过 程 中 的 激 振 力 。 分 析 简 便 起 见 ， 常 将 激 振 为 通
力看 成服从 简谐 规 律 的交 变力 。
具 和机床 的 寿命 ， 其 是 共 振 时 ， 加 工 根 本 无 法 进 尤 使
行 ．通 过 建 立 车 削 系 统 的 振 动 模 型 ， 究 车 削 过 程 中 研 的振 动 及 其 稳 定 性 ， 以 为 Ｔ 程 中 的 应 用 提 供 一 定 的 可
基于MATLAB 的汽车直线加速工况下振动模型分析
文章编号：2095－6835（2022）13－0004－03基于MATLAB的汽车直线加速工况下振动模型分析王师夷（武汉理工大学国际教育学院，湖北武汉430070）摘要：通过把车辆模型简化为整车四自由度的独立悬架动力学模拟，并利用牛顿第二定律建立车辆在运行过程中的微分方程，并在此基础上搭建了基于Simulink软件的的整车悬架模型，来模拟车辆以不同加速度驶过路面凸起路段所引起的车辆悬架系统振动变化，从而研究车辆加速度对车辆振动的影响。
该研究成果可以为降低车辆振动程度和改善车辆行驶操纵性提供一定的依据。
关键词：MATLAB；Simulink；四自由度；振动分析中图分类号：U461.4文献标志码：A DOI：10.15913/ki.kjycx.2022.13.0021背景车辆行驶过程中的行驶品质很大程度上由汽车悬架决定，路面对汽车的激励给予汽车不同频率的振动，这些不同频率的振动也会让人产生不同程度的不适感。
汽车悬架是一种负责承受汽车质量并且缓冲路面通过汽车接触地面的部分传递给车身冲击与振动的装置[1]。
这就要求车辆的悬架系统能够具有足够的操作稳定性和缓冲性能，以使车辆的悬架系统承受制动力、驱动力和离心力时具有足够的操纵稳定性，避免汽车行驶时产生过大的侧倾与仰倾，并且避免汽车制动时出现明显的点头现象等。
尤其是处于高速状态下的汽车对于操纵稳定性会有较严苛的要求，在设计悬架系统时选择的刚度与阻尼参数很大程度上决定了悬架特性。
根据以往的研究发现：一台汽车如果想要提升乘客的乘坐体验，需要将悬架变得柔软一些；而为了使车辆更加便于操纵，则需要考虑提升弹簧的韧性；并且在悬架共振频率的范围内，阻尼力起到决定性作用[1]，所以汽车悬架设计需要综合考虑悬架特性中刚度和阻尼因素的影响，并且根据设计和使用要求设定最合适的阻尼和刚度系数[2]。
在汽车行驶时，路面的高低不平整就会作为一种激励使悬架系统与轮胎对其进行响应，不同的反馈就表明了汽车悬架相关参数的区别。
基于MATLAB的汽车振动响应分析
基于MATLAB的汽车振动响应分析王志军;景科;陈靖芯【摘要】为了评价垂直振动和俯仰振动对汽车平顺性影响,建立汽车四自由度振动模型.通过拉普拉斯变换推导数学模型.基于MATLAB软件,对推导的数学模型进行编程,分析了车身垂直振动、俯仰振动对前后轮的激励影响,前后轴振动对前后轮激励的频率响应.【期刊名称】《农业装备技术》【年(卷),期】2016(042)004【总页数】4页(P54-57)【关键词】汽车;MATLAB;振动【作者】王志军;景科;陈靖芯【作者单位】扬州大学,江苏扬州225127;扬州大学,江苏扬州225127;扬州大学,江苏扬州225127【正文语种】中文汽车振动是影响汽车性能的主要因素，这种振动会使汽车的平顺性和操纵稳定性受到严重影响并降低汽车零部件的使用寿命。
此外，严重的汽车振动还可能影响汽车的行驶速度并产生噪声，所以研究汽车振动，并提出控制的方法，将是一项有重大意义的任务[3-5]。
容一鸣通过MATLAB软件编制了五自由度半车模型仿真程序[6]；张庆才建立七自由度6性汽车振动模型，并通过不同的路面随机输入激励对车辆的平顺性进行了仿真研究[7]；丁玉庆运用拉格朗日思想建立起八自由度整车振动模型，通过前、后轮路面随机激励作为系统激励输入，对驾驶员座椅的功率谱进行分析[8]。
本文针对研究问题建立四自由度振动模型并运用MATLAB软件仿真，对车身垂直振动、俯仰振动对前后轮的激励影响和前后轴振动对前后轮激励的频率响应进行分析。
将汽车视为整个系统来研究，汽车自身是由阻尼、质量和弹簧组成的一个振动系统。
汽车由不同部件组成，因而各部分的固有频率不同[9-10]。
汽车在行驶过程4会因路面凹凸不平、运动方向的不断转变，导致车轮和传动系统的不平衡，并极易使整车和局部产生剧烈的振动。
从振动角度看，由于振动是从前、后车轮两个方面输入。
从而使汽车垂直和俯仰两个自由度产生了振动。
汽车的这种振动使汽车的动力性得不到充分的发挥，经济性变坏。
基于MATLAB的振动模态分析
基于MATLAB的振动模态分析摘要振动系统是研究机械振动的运动学和动力学，研究单自由系统的振动有着实际意义，因为工程上有许多问题通过简化，用单自由度系统的振动理论就能得到满意的结果。
模态是振动系统的一种固有振动特性，模态一般包含频率、振型、阻尼。
振动系统问题是个比较虚拟的问题，比较抽象的理论分析，对于问题的分析可以实体化建立数学模型，通过MATLAB可以转化成为图像。
单自由度频率、阻尼、振型的分析，我们可以建立数学模型，最后通过利用MATLAB编程实现数据图形；多自由度主要研究矩阵的迭代求解，我们在分析抽象的理论的同时根据MATLAB编程实现数据的迭代最后可以得到所要的数据，使我们的计算更加简便。
利用MATLAB编程并验证程序的正确性。
通过程序的运行，能快速获得多自由度振动系统的固有频率以及主振型，为设计人员提供了防止系统共振的理论依据，也为初步分析各构件的振动情况以及解耦分析系统响应奠定了基础。
关键词：振动系统；单自由度；MATLAB；多自由度AbstractVibration system is to study the kinematics and dynamics of mechanical vibration, the vibration of a single free system has practical significance, because there are many engineering problems by simplifying, using the vibration theory of a single degree of freedom system can be satisfied with the results.Vibration system problems is a relatively virtual problems, more abstract and theoretical analysis, problem analysis for a mathematical model can be materialized by MATLAB can be converted into images. Single degree of freedom frequency, damping, mode shape analysis, we can create mathematical models, the final program data through the use of MATLABgraphics; many degrees of freedom main matrix iterative solution, our analysis based on abstract theory, while MATLAB programming The last iteration of data can be the desired data, so our calculations easierUsing MATLAB programming and verify the correctness of the program.Through the process of operation, can quickly obtain multiple degrees of freedom vibration system and the main vibration mode natural frequency for the design to prevent resonance provide the theoretical basis for the preliminary analysis of the vibration of each component, and laid the decoupling of system response basis.Key words:vibrating system; Single Degree of Freedom ;MATLAB; multiple degree offreedom辽宁工程技术大学毕业设计（论文）1 绪论1.1问题的提出机械振动是一门既古老又年轻的科学，随着人类科学技术的不断进步振动理论得到不断的发展和完善。
MATLAB及在汽车振动分析中的应用
（5）再从Sinks library把Scope模块拷贝到自己的模型中，并把它放到Signal Generator的右边。用鼠标在Scope模块上双击来打开该模块，这时会发现 Scope模块就像一个示波器，如图所示。
2009-2 山东理工大学 交通与车辆工程学院 22
（6）下一步的工作是把两个模 块连接起来。 如图所示
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山东理工大学 交通与车辆工程学院
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【本章学习方法】
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山东理工大学 交通与车辆工程学院
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第1节 MATLAB软件及其特点
一、 MATLAB的工作空间
工作空间及变量
二、 MATLAB的命令窗口
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MATLAB的命令窗口
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三、 MATLAB的程序编辑/调试器
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Simulink library 浏览窗口
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（2）选定Libray中的某个模块包，如选定Sources，按鼠标右键，点击 open，就可以将模块包中的所有模块显示一个新窗口中，如图所示。
Sources模块包
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山东理工大学 交通与车辆工程学院
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六、 MATLAB图形命令
MATLAB提供了很多高级图形命令，这些命令可以绘制很多图形，如曲线 图、极点图、直方图、等高线图等，可以非常方便给出数据的二维、三维的图 形，还可以对图形的显示进行控制。 MATLAB自动将图形画在图形窗口上，图形窗口和命令窗口是独立的。 下面主要介绍二维图形的绘制，三维图形的绘制也与其类似。MATLAB提供了 很多绘制、标注二维图形的函数。表中介绍了绘制线图的函数。
MATLAB在车辆振动分析中的应用研究
MATLAB在车辆振动分析中的应用研究摘要：本文主要介绍了MATLAB在车辆振动分析中的应用研究。
首先概述了车辆振动的产生原因及其分类。
然后介绍了MATLAB在汽车动力学模型建立、车辆振动分析方法及其应用、车辆系统动力学仿真应用以及车辆振动测试分析等方面的应用研究。
最后阐述了MATLAB在车辆振动分析中的优点和不足之处，并对其未来应用进行展望。
关键词：MATLAB；车辆振动；汽车动力学模型；仿真一、引言车辆振动是指汽车运动或固定工况下的系统振动，其产生原因复杂多样，包括路面不平顺、机械部件的失衡、弹性变形等因素。
车辆振动不仅会危害到乘客和驾驶员的舒适性和安全性，而且还会影响到车辆的功能和寿命。
因此，车辆振动分析在车辆研发、设计和生产过程中具有重要意义。
MATLAB是一种常用的科学计算软件，具有直观的图形用户界面(GUI)和开放式的编程接口(API)，能够方便地对复杂的数字和符号计算进行处理。
由于其强大的数据处理和仿真功能，MATLAB在车辆振动分析中的应用也越发广泛。
二、车辆振动的产生原因及分类车辆振动的产生原因复杂多样，主要包括以下几方面：1、路面不平顺。
由于路面凹凸不平，车辆在行驶中受到冲击力和慢慢震动，导致车辆振动。
2、机械部件的失衡。
车辆行驶时，发动机、传动系统、车轮等机械部件会因自身质量分布的不均匀而导致失衡，进而引起车辆振动。
3、弹性变形。
车辆各个机械部件在运动中需要具备一定的弹性变形，如果弹性变形过大，则会引起车辆振动。
根据振动形式的不同，车辆振动可分为以下几类：1、触地振动。
触地振动是因为车轮在路面上与地面相互接触而引起的振动。
2、悬挂系统振动。
悬挂系统振动是由车辆悬挂系统上的动态力学相互作用引起的振动。
3、车身结构振动。
车身结构振动是由车内乘客、末及和仪器设备引起的振动。
汽车动力学模型是车辆振动分析的基础，因此建立一个准确的汽车动力学模型显得尤为重要。
MATLAB在汽车动力学模型建立中的应用主要涉及以下方面：1、车辆参数测定。
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