文献综述--汽车车身悬挂系统振动模态分析

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1、文献综述文献综述 题目：汽车车身悬挂系统振动模态分析题目：汽车车身悬挂系统振动模态分析 摘要：摘要：悬架作为汽车的重要部件，对汽车的行驶平顺性和操纵稳定性有着直接 的影响。本课题主要讨论汽车车身悬挂系统的振动参数，利用 ANSYS 有限元数值 模型计算以及校正。通过研究分析，得到正确的振动参数和外部形状，为设计车 身悬挂系统提供理论基础。 关键词：关键词：汽车悬挂系统 振动参数 振动模态分析 引言：引言：悬架系统是汽车底盘中的主要总成件， 在汽车的行驶过程中传递车架 （或 车身）与车轮之间的所有的力与力矩同时降低路面对的车架（或车身）的冲击载 荷，衰减路面冲击给车架（或车身）带来的振动，保证了

2、汽车行驶的平顺性与安 全性。麦弗逊悬架作为一种独立悬架由于其结构简单，占用空问小，增大了两前 轮内侧的空间，便于发动机和其他一些部件的布置，在现在乘用车上得到广泛应 用。悬架振动特性分析可以用 MATLAB 数值计算，ADMAS、CarSim 仿真，也可以 用 ANSYS 有限元方法计算。本课题旨在建立车身悬架多自由度动力学模型。利用 CATIA 软件或者 ANSYS 软件建立简单车身三维模型，利用 ANSYS 软件分析车身悬 架系统，计算车辆的振动模态。此研究能够揭示悬架性能、车辆平顺性和悬架参 数之间的相互关系，对车辆悬架系统的设计和研究具有一定参考意义。 一一. .国内外研究现状国内外研

3、究现状 1.1 国内研究概况 厦门金龙， 丹东黄海等客车厂家生产的大型铰接 BRT 城市客车均采用了一种 新配置电子控制空气悬架（ECAS 系统）。 近年来，国内外学者对悬架控制方法进行了大量的研究，控制方法几乎涉及 到所有的控制理论的所有分支，许多控制方法如天棚阻尼控制、PID 控制、最优 控制、自适应控制、神经网络控制、滑模变结构控制、模糊控制等在悬架系统上 得到了应用。 1.2 国外研究概况 主动悬架的概念是由 Erspiel-labrosse 于 1954 年提出来的， 首先使主动悬 架的基本思想和控制律得到完善总结的是 Thompson，他证明了全主动悬架系统 对提高车辆性能的作用。

4、20 世纪 80 年代初，车辆主动悬架统的研究和开发成果 得到了实现，日产和丰田公司的液力主动控制系统，证明主动悬架系统可使车辆 的整体性能得到很大提高。但因主动悬架结构复杂、能耗高，其发展受到一定限 制。 70 年代初，D.A.Cosby 和 D.C.Karnopp 首先提出了半主动悬架的概念。半主 动悬架比主动悬架出现的晚一些，从 20 世纪 80 年代中期以来，有关汽车半主动 悬架系统的文献和研究成果每年都有报道，比较有影响的学者有 Karnopp、 Margolis、Thompson 和 El.Madany 等，他们的研究，极大地丰富了汽车半主动 悬架的控制理论，有力地推进了半主动悬架

5、系统在车辆工程中的应用，其结构简 单、造价低廉，性能接近于主动悬架而受到车辆工程界的广泛重视。日本丰田汽 车公司早在 1983 年就将半主动悬架应用于轿车上，并在概念车和部分豪华商用 轿车上装备了各种电控主动和半主动悬架系统。 20 世纪 90 年代以后，研究的显著特点是新型智能材料在半主动悬架上的应 用。美国和德国研制的以电流变和磁流变体作为工作介质的新型半主动悬架系 统， 是一种能自动识别道路状况的半主动悬架系统自动连续调节阻尼控制系 统。 二二. .汽车车身悬挂系统结构及工作原理分析汽车车身悬挂系统结构及工作原理分析 2.1 汽车车身悬挂系统基本结构组成 一一般悬架由弹性元件、导向机构、

6、减振器和横向稳定杆组成。弹性元件用 来承受并传递垂直载荷，缓和由于路面不平引起的对车身的冲击。弹性元件种类 包括钢板弹簧、螺旋弹簧、扭杆弹簧、油气弹簧、空气弹簧和橡胶弹簧。减振器 用来衰减由于弹性系统引起的振，减振器的类型有筒式减振器，阻力可调式新式 减振器，充气式减振器。导向机构用来传递车轮与车身间的力和力矩，同时保持 车轮按一定运动轨迹相对车身跳动，通常导向机构由控制摆臂式杆件组成。种类 有单杆式或多连杆式的。钢板弹簧作为弹性元件时，可不另设导向机构，它本身 兼起导向作用。有些轿车和客车上，为防止车身在转向等情况下发生过大的横向 倾斜，在悬架系统中加设横向稳定杆，目的是提高横向刚度，使汽车具有不足转 向特性，改善汽车的操纵稳定性和行驶平顺性。 2.2 主要性能指标 （1）良好的行驶平顺性 （2）合适的衰减振动的能力 （3）良好的操纵稳定性 （4）汽车制动或加速时，车身稳定，减少车身纵倾，转弯时车身倾斜角合 适 （5）有良好的隔声能力 （6）结构紧凑，占用空间小 （7）足够的强度和寿命 2.3 工作原理 悬挂是车架（或承载式车身）与车桥（或车轮）之间的一切传力装