汽车悬架系统的分段线性非线性振动机理的研究
汽车悬架系统非线性动力学行为分析与控制
车辆工程技术68 车辆技术0 引言 伴随新概念技术的日益成熟以及现代社会对于汽车的大量需求，且人们因为物质水平的提高对于汽车的舒适性能和动力性能有了新的要求，汽车生产相关企业面临的新的挑战。
传统的汽车大多是发动机与汽车的底盘是属于刚性连接，但是发展到现代非传统汽车的悬架系统则是由汽车的发动机和多个联结和汽车车体悬架组成，现代汽车与传统汽车相比，因为悬架系统结构的特点在很大程度上降低了汽车发动机发动造成的振动和噪音，可以说在一定程度上改善了汽车乘坐的舒适性，但是随着汽车的普遍性推广应用，人们对于汽车乘坐的安全性和舒适性能有着更高的需求，与此同时，新兴技术的发展和应用使得汽车不得不需要去思考降低成本和汽车重点等难题[1]。
因此，本文针对汽车悬架结构的设计、非线性动力学行为展开研究分析，旨在提升汽车在复杂不平的路面高速行驶时具备更高的平稳性能和快速相应能力。
1 悬架系统国内外研究现状1.1 国外研究进展 国外针对汽车悬架系统的研究最初是从汽车主动半主动悬架结构开始的，即在被动悬架上组建形成一套主动悬架结构，并在实际工程设计过程中获得应用。
随后在此基础上持续进行优化设计，获得主动悬架的相关研究成果[2]。
经过几十年的不断工程验证和优化设计使得汽车主动悬架结构日趋成熟稳定，并形成一系列的故障诊断和隔离的算法模型[3]。
1.2 国内的相关研究进展 国内的相关研究者是立足于国外的研究成果上展开的，主要是针对汽车模型中的悬空阻尼器和主动悬架的动力学性能展开研究，并在这一过程中引入非线性动力学行为分析，使得汽车的悬架系统结构能够适应更为复杂的汽车运行工况。
在这一漫长的研究历程中不断引入更为复杂的行为约束指标以及控制算法模型，对汽车的悬架系统非线性动力学行为进行优化设计。
2 汽车悬架系统非线性动力学行为研究分析2.1 非线性动力学相关理论基础 汽车运动过程中非线性运动是其极为重要的一种工况，因此，需要针对非线性动力学的相关基础理论进行调研分析，伴随科学理论的发展逐步形成了两套理论方法用以解决非线性动力学行为，即是混沌理论和分岔理论[4]。
机械系统的非线性振动分析与控制
机械系统的非线性振动分析与控制引言机械系统是现代工程中广泛应用的一种系统，其具有非线性特性。
非线性振动是机械系统中一个常见且复杂的问题，对于系统的可靠性与效果具有重要影响。
因此，对机械系统的非线性振动进行深入分析与控制具有重要的理论和实践价值。
一、机械系统的非线性振动特性1.1 线性振动与非线性振动的区别线性振动是指系统的响应与激励之间存在简单的比例关系，即满足叠加原理。
而非线性振动则不满足叠加原理，系统的响应与激励之间存在复杂的非线性关系。
非线性振动会导致系统的摆动幅度增大或者系统出现周期倍频振动。
1.2 非线性振动的原因机械系统中产生非线性振动的原因主要有两个方面：一是系统的非线性特性，例如刚度非线性、摩擦非线性等；二是系统的非线性激励，例如周期激励、随机激励等。
1.3 非线性振动的现象非线性振动的现象非常多样化，常见的有分岔现象、周期倍频共振现象、混沌现象等。
这些现象给机械系统带来了挑战，也为研究非线性振动提供了契机。
二、非线性振动的分析方法2.1 解析法解析法是一种基于数学模型的非线性振动分析方法。
通过建立机械系统的非线性微分方程，并应用数学工具进行求解，可以得到系统的解析解。
然而，由于非线性振动问题的复杂性，很多情况下无法得到解析解。
因此，需要借助于数值解法。
2.2 数值法数值法是一种基于数值计算的非线性振动分析方法。
通过将非线性微分方程转化为差分方程，采用逐步逼近的方法进行计算，可以得到系统的数值解。
常用的数值法有欧拉法、龙格-库塔法等。
数值法具有灵活性和广泛适用性，可以应对复杂的非线性振动问题。
三、非线性振动的控制方法3.1 被动控制被动控制是一种利用物理手段抑制非线性振动的方法。
例如，利用阻尼器、质量阻尼器等装置来减小系统的振动幅度，或者采用增加刚度、惯性等手段来改变系统的频率响应特性。
被动控制相对简单易行，但只能对系统进行抑制，无法从根本上解决非线性振动问题。
3.2 主动控制主动控制是一种利用外部激励来主动干预系统的振动行为的方法。
汽车非线性悬架最优控制的研究
汽车非线性悬架最优控制的研究
冯霏;刘杨;李凌轩;闻邦椿
【期刊名称】《中国工程机械学报》
【年(卷),期】2010(008)002
【摘要】建立了车辆两自由度非线性动力学模型及包含悬架刚度立方非线性的运
动微分方程,运用Runge-Kutta方法求出了被动悬架与半主动悬架系统对水泥路面、搓板路面、卵石路、鱼鳞坑路4种路谱的响应,采用模拟计算法得出车身竖直振动
加速度的均方根值,并将被动悬架与半主动悬架系统的响应进行比较,在振动舒适度
改进的同时,悬架弹簧的变形量增大,因此应该合理选择系统参数为汽车的动态设计
提供了理论依据.
【总页数】4页(P143-146)
【作者】冯霏;刘杨;李凌轩;闻邦椿
【作者单位】东北大学机械工程学院,辽宁,沈阳,110004;东北大学机械工程学院,辽宁,沈阳,110004;东北大学机械工程学院,辽宁,沈阳,110004;东北大学机械工程学院,辽宁,沈阳,110004
【正文语种】中文
【中图分类】U463.33;O322
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东;栗良玉
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基于启发式模型仿真的货车转向架悬挂非线性研究
基于启发式模型仿真的货车转向架悬挂非线性研究杨晶;李华;朴明伟;徐世峰;吴荣坤【摘要】为了合理挖掘技术潜能,货车转向架设计及运用需要依靠基础试验手段,通过启发式模型仿真,逐步形成对其悬挂非线性的正确认知,在轻量化车体与走行部之间尽可能避免产生相关激励.利用刚柔耦合仿真技术,典型工程案例分析表明:在轻量化车体与走行部之间,重载卡滞是相关激励形成的1项主要成因.在重载卡滞的影响下,如中部横向支架斜撑杆局部结构失稳和中部侧墙横向结构不稳定,两者均会转变为振动开裂或振动疲劳问题.等效斜楔摩擦模型具有对于摩擦强非线性影响的启示意义,且形成了如下2点正确认知:相对摩擦因子并非恒定不变,在重载工况下,一般不得大于0.10;加载卡滞单边力学特性迫使心盘垂向动荷趋于脉冲载荷类型,其对轻量化车体结构疲劳损伤的负面影响不容忽视.结合快捷铁路货运需求,合理制订了解决重载卡滞问题的技术方案,利用复合斜楔新技术,参考典型配置形式,适当增大斜楔尖角,消除或减轻干摩擦强非线性影响.【期刊名称】《振动与冲击》【年(卷),期】2019(038)003【总页数】9页(P116-124)【关键词】货车转向架;黏滑振动;重载卡滞;刚柔耦合仿真技术;相关激励【作者】杨晶;李华;朴明伟;徐世峰;吴荣坤【作者单位】大连交通大学机械工程学院,辽宁大连116028;中车齐齐哈尔车辆有限公司大连研发中心,辽宁大连116042;大连交通大学机械工程学院,辽宁大连116028;中车齐齐哈尔车辆有限公司大连研发中心,辽宁大连116042;中车齐齐哈尔车辆有限公司大连研发中心,辽宁大连116042【正文语种】中文【中图分类】U266.4轻量化车体减振技术的有效性主要取决于货车(三大件或构架式)转向架经济型设计及其创新技术特点。
因而货车转向架设计及运用需要依靠基础试验手段，通过启发式模型仿真，逐步形成对其悬挂非线性的正确认知，在轻量化车体与走行部之间尽可能避免产生相关激励。
车辆悬架部件的非线性特性研究进展
车辆悬架部件的非线性特性研究进展
王靖岳;郭胜;鄂加强
【期刊名称】《噪声与振动控制》
【年(卷),期】2017(037)004
【摘要】空气弹簧、阻尼减振器和钢板弹簧是车辆悬架系统的重要组成部件,它们都具有非线性特性,可大大提高车辆的行驶平顺性.从非线性科学角度,重点介绍了空气弹簧、阻尼减振器和钢板弹簧的研究现状和非线性特性及其对改善车辆性能的作用.分析了非线性车辆悬架部件的研究方法和发展方向.
【总页数】6页(P74-79)
【作者】王靖岳;郭胜;鄂加强
【作者单位】湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室,长沙 410082;沈阳理工大学汽车与交通学院,沈阳 110159;沈阳理工大学汽车与交通学院,沈阳110159;湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室,长沙 410082
【正文语种】中文
【中图分类】U463.33
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1.油气悬架车辆振动非线性特性分析与仿真研究 [J], 丁继斌
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汽车悬架系统动力学研究剖析
汽车悬架系统动力学研究剖析汽车悬架系统是汽车重要的组成部分之一，它承担着减震、支撑车身、提供舒适性、保证车辆操控性的重要功能。
随着汽车技术的不断发展，对汽车悬架系统的要求也越来越高。
本文将对汽车悬架系统的动力学研究进行剖析，从力学角度探讨悬架系统的运动规律和影响因素。
汽车悬架系统的动力学研究主要包括悬架系统的振动、冲击与控制。
悬架系统的振动是指汽车在不同路面条件下的颠簸现象，这种振动会直接影响到车辆的行驶舒适性和操控性能。
冲击则是指车辆在行驶过程中遇到的突然上升或下降的力，这种冲击会对车辆的稳定性和安全性造成影响。
控制则是指通过悬架系统的特性调整，来保持车辆的稳定性和操控性能。
悬架系统的振动主要通过弹簧和减振器来吸收和控制。
弹簧是悬架系统的主要支撑元件，它能够通过储存和释放能量，来实现对车身的支撑。
而减振器则主要用于控制车身在弹簧的作用下产生的振动，使车身保持平稳。
这两个元件的组合和特性对车辆的振动特性起着至关重要的作用。
悬架系统的冲击主要通过减震器来控制。
减震器是悬架系统中的关键元件，它能够通过阻尼力来减缓车身的冲击，从而使车辆在行驶过程中更为稳定和安全。
减震器的阻尼特性和调节方式对车辆的冲击响应有着直接的影响。
悬架系统的控制主要是通过悬架系统的参数调节和悬架控制系统来实现。
悬架系统的参数调节包括弹簧刚度、减振器的阻尼特性等，通过调整这些参数，可以实现对车辆振动和冲击的控制。
而悬架控制系统则是指通过电子控制单元（ECU）来感知车辆的运动状态，并通过调节悬架系统的特性，来实现对车辆悬架系统的控制。
这种控制方式可以使得悬架系统根据不同的路面、驾驶条件和驾驶模式进行调节，从而提供更好的行驶舒适性和操控性能。
除了悬架系统的振动、冲击和控制外，悬架系统的动力学研究还包括悬架系统的动力学建模和优化设计。
动力学建模是指通过建立悬架系统的数学模型，来研究悬架系统的振动、冲击和控制特性。
优化设计则是指通过分析悬架系统的动力学特性和需求，对悬架系统的结构和参数进行优化，以提高悬架系统的性能和效能。
汽车主动悬架研究分析
目录一 : 主动悬架简介二：电子技术控制三：主动控制技术——三类典型的液力主动控制系统。
1）A类由 Lotus(莲花 )公司开发2）B类由 AP公司发展的气液悬架3）C类液力主动控制系统由 Nissan公司开发四：主动悬架的最优控制方法五：智能控制系统六：作动器－蓄能式减震器七：主动式液压悬架八：主动式空气悬架九：电机蓄能式主动悬架十：双重控制空气悬架系统－奔驰公司研发一：主动悬架汽车的主动悬架系统是在普通悬架系统中附加一个可以控制阻尼作用力的装置，由执行机构、测量系统、反馈控制系统和能源系统四部分组成。
主动悬架能够根据汽车的运动状态和路面状况，适时地调节悬架的刚度和阻尼，使悬架系统处于最佳减振状态，使车辆在各种路面状况下都会有良好的舒适性。
主动悬架的关键部位是其执行机构，也就是可以调节的悬架阻尼系统。
主动悬架有作为直接力发生器的动作器，可以根据输入与输出进行最优的反馈控制，使悬架有最好的减震特性，以提高汽车的平顺性和操纵稳定性。
主动悬架的一个重要特点就是，它要求作动器所产生的力能够很好地跟踪任何力控制信号。
因此，它为控制律的选择提供了一个广泛的设计空间，即如何确定控制律以使系统能够让车辆达到最佳的总体性能。
针对悬架系统的非线性特点，研究适宜的悬架系统电控技术是汽车悬架系统振动性能改进的方向。
悬架位于车身与轮胎之间，对车辆的运动性能、乘坐舒适性有重大的影响。
按照路面行驶工况最优控制，悬架性能以确保车辆行驶性能与乘坐舒适性，电子控制悬架将进一步向高性能方向发展。
作为实现这种对悬架的优化控制的方式之一，是利用“预知传感器”进行预知控制的“预知控制悬架”二：电子控制技术电子技术控制汽车悬架系统主要由（车高、转向角、加速度、路况预测）传感器、电子控制ECU、悬架控制的执行器等组成。
系统的控制功能通常有以下三个：1）车高调整：当汽车在起伏不平的路面行驶时，可以使车身抬高，以便于通过；在良好路面高速行驶时，可以降低车身，以减少空气助力，提高操纵稳定性。
汽车后悬架的非线性有限元分析
2003年4月重庆大学学报Apr.2003第26卷第4期JOurnaI Of ChOngging University VOI.26 NO.4文章编号：l000-582X（2003）04-0038-04汽车后悬架的非线性有限元分析!胡玉梅，邓兆祥，王欣，宾洋（重庆大学机械传动国家重点实验室，重庆400044）摘要：介绍了非线性有限元分析的基本概念和求解思想，利用ANSYS有限元分析软件的接触非线性求解功能，对SCl020汽车后悬架钢板弹簧的强度和刚度进行了考虑接触状况的静强度分析，得到各片钢板弹簧在总装配后的预应力分布、预变形、在不同载荷作用下的应力分布和变形情况，并在此基础上计算了钢板弹簧的力学性能和动态特性，并且和试验结果符合得很好。
分析结果表明：利用CAE 分析技术有助提高汽车悬架设计水平、缩短设计周期，减少开发成本。
关键词：悬架，有限元，非线性，建模中图分类号：U463.33+文献标识码：A汽车悬架直接影响汽车的平顺性与舒适性，随着汽车向轻量化和高速化的发展，对悬架的要求越来越高，传统的设计方法把悬架的钢板弹簧展开为近似的梯形结构［l］，主要基于《材料力学》及一些经验公式来计算悬架的刚度、频率和应力等，远远不能适应现代汽车发展的需求。
以计算机为工具，以有限元分析为基础的现代设计方法正逐渐成为汽车设计的主流［2-4］。
文中以在SCl020汽车的开发过程中，利用ANSYS有限元分析软件对其后悬架的强度和刚度进行了静力学分析，得到其在总装配后的预应力分布和预变形；在不同载荷作用下的应力分布和变形；悬架的刚度随载荷变化的规律及悬架的固有频率随载荷的变化规律。
l 悬架非线性有限元分析基本概念SCl020汽车的后悬架由5片钢板弹簧组成，其中第4、5片为副簧，仅在载荷较大时参与工作。
钢板弹簧各片在未装配而处于自由状态时，各片的曲率半径各不相同，在散片夹紧总装后，它们只有一个曲率半径，故各片之间存在相互作用，会产生预应力，同时，钢板弹簧受载后，其静挠度和动挠度一般都达几十厘米，属于大变形几何非线性问题；另外在总装配以及加载过程中，各片之间的接触情况及相互作用随着总装配过程和加载过程而变化，这种边界条件的可变性和不可逆性称为边界非线性问题。
论文悬架总结范文
摘要：随着汽车工业的不断发展，悬架系统作为汽车的重要组成部分，其性能直接影响到车辆的行驶稳定性和乘坐舒适性。
本文对现代汽车悬架系统的研究现状进行了总结，分析了悬架系统的基本原理、分类、关键部件及其发展趋势，以期为我国汽车悬架系统的研发提供理论支持。
一、引言悬架系统是汽车的重要部分，它将车身与车轮连接起来，使车轮能够独立于车身运动，从而保证车辆在行驶过程中的稳定性和乘坐舒适性。
随着汽车技术的不断进步，悬架系统的研究也日益深入，本文对现代汽车悬架系统的研究现状进行总结。
二、悬架系统基本原理悬架系统主要由弹性元件、导向元件和减振器组成。
弹性元件用于吸收路面不平引起的冲击，保持车轮与地面的接触；导向元件用于控制车轮的运动方向，使车轮在行驶过程中保持稳定；减振器用于消除车轮运动过程中的振动，提高乘坐舒适性。
三、悬架系统分类根据悬架系统的结构和工作原理，可分为以下几种类型：1. 非独立悬架：车轮通过一个共同的弹性元件与车身相连，如板簧悬架。
2. 独立悬架：每个车轮都有独立的弹性元件与车身相连，如麦弗逊悬架、多连杆悬架等。
3. 半独立悬架：部分车轮采用独立悬架，部分车轮采用非独立悬架，如扭转梁悬架。
四、悬架系统关键部件1. 弹性元件：常用的弹性元件有钢板弹簧、空气弹簧、橡胶弹簧等。
2. 导向元件：常用的导向元件有螺旋弹簧、扭杆、稳定杆等。
3. 减振器：常用的减振器有油气式减振器、液压式减振器等。
五、悬架系统发展趋势1. 轻量化：采用轻质材料，如铝合金、高强度钢等，以降低悬架系统的质量，提高车辆的燃油经济性和操控性。
2. 智能化：利用传感器、控制器和执行器等电子元件，实现对悬架系统的实时监测和调节，提高车辆的稳定性和舒适性。
3. 环保：采用环保材料，如生物基材料等，降低悬架系统的环境污染。
六、结论本文对现代汽车悬架系统的研究现状进行了总结，分析了悬架系统的基本原理、分类、关键部件及其发展趋势。
随着汽车技术的不断发展，悬架系统的研究将更加深入，为我国汽车悬架系统的研发提供有力支持。
车辆制动系统摩擦诱导振动非线性动力学研究
车辆制动系统摩擦诱导振动非线性动力学研究车辆制动系统摩擦诱导振动非线性动力学研究摘要：车辆制动系统是保障行车安全的重要组成部分。
为了深入了解车辆制动系统中摩擦诱导振动的非线性动力学特性，本文对该现象进行了研究。
首先，通过搭建合适的实验平台，获取了车辆制动系统在不同制动力和失稳条件下的振动信号数据。
然后，利用数据处理和分析方法，得到了摩擦诱导振动的特征频率和振幅。
最后，通过建立非线性动力学模型，研究了制动系统在不同工况下的非线性动力学行为。
关键词：车辆制动系统，摩擦诱导振动，非线性动力学，特征频率，振幅1. 引言车辆制动系统是保障驾驶员和乘员安全的关键组件。
在行车过程中，制动系统会产生摩擦，并伴随振动现象。
这种摩擦诱导的振动不仅影响行车舒适性，还可能引发制动失效等严重问题。
因此，深入研究车辆制动系统中摩擦诱导振动的非线性动力学特性非常必要。
2. 方法2.1 实验平台搭建为了获得车辆制动系统的振动信号数据，我们搭建了一个适用的实验平台。
实验平台包括制动器、制动器压力传感器、振动传感器、数据采集系统等组成部分。
通过改变制动力和失稳条件，记录制动系统的振动信号数据。
2.2 数据处理与分析在获取到振动信号数据后，我们对其进行了一系列的数据处理和分析。
首先，通过傅里叶变换等方法，将时域信号转化为频域信号，得到振动信号的频谱图。
然后，通过功率谱密度分析，确定摩擦诱导振动的特征频率。
接着，选取特定频率范围进行进一步分析，得到摩擦诱导振动的振幅。
3. 结果与讨论通过实验数据处理与分析，我们得到了车辆制动系统中摩擦诱导振动的特征频率和振幅。
实验结果表明，在不同制动力和失稳条件下，摩擦诱导振动的特征频率存在一定差异，但整体趋势相似。
此外，振幅也会随着制动力和失稳条件的变化而变化。
为了更深入地研究车辆制动系统中摩擦诱导振动的非线性动力学特性，我们建立了非线性动力学模型。
通过模型仿真，我们发现制动系统在不同工况下表现出明显的非线性行为，包括双稳态现象和混沌现象。