车路耦合振动系统中的功率流分析

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1、ｆ，１■密级；公开《糸ｆ或店苗ＳＨＩＪＩＡＺＨＵＡＮＧＴＩＥＤＡＯＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ工学硕±学位论文车路稱合振动系统中的功率流分析Ｐｏｗｅｒ－ＦｌｏｗＡｎａｌｙｓｉｓｏｆＶｅｈｉｃｌｅｒｏａｄＣｏｕｐｌｅｄＶｉｂｒａｔｉｏｎＳｓｔｅｍｙ接养单位；机械王程学院专业：载运工具运用工程研究生：夏二立指导教师；陈恩利教授田瑞豈教授二〇—五年六月独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加标注和致谢的地

2、方夕ｈ论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得石家庄铁道大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。＿么签名？於：知日期：７八片关于论文使用授权的说明本人完全了解石家庄铁道大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部口送交论文的复印件和电子版本，允许论文被查阅和借阅，同意学校将论文加入《中国优秀博硕±学位论文全文数据库》和编入《中国学位论文全文数据库》。本人授权石家庄铁道大学，可１＾采用影印、缩印

3、或其他复制手段保存论文，可＾＾公布论文的全部或部分内容。（保密的论文在解密后应遵守此规定）－＇／作者答名；日期：从ＵＨ导师签名日期止主。ｉ＿Ｉ摘要摘要车路耦合动力学是具有实际工程意义的重要研究方向，也是当前的热点研究问题。但是目前对车路耦合系统的研究主要是通过建立车路耦合系统的模型，使用不同的计算方法对路面的变形和应力以及车辆的速度、加速度等物理量进行研究。本文采用功率流方法，从能量传递的角度研究车路耦合系统中的能量传递与转化关系。论文主要的研究内容包括：对复杂的线性振动系统功率流传递特性进行了研究，推导了功率流的基本表达式及计算方

4、法。建立了单自由度非线性车辆模型及系统方程，并使用谐波平衡法推导了单自由度非线性悬架系统的幅频曲线方程。对方程进行无量纲化处理，使用平均法求得系统的幅频特性曲线方程，并进行稳定性分析。根据功率流基本理论，推导了由路面激励传递到车辆系统的功率流表达式以及车体最大动能表达式。编写matlab程序，比较了输入功率流一次近似解析解和数值解，通过数值分析，得到了悬架系统的线性刚度、非线性刚度以及阻尼系数对输入功率流和车体最大动能的影响。分别建立了单自由度1/4车辆-路面耦合模型及系统方程和两自由度1/4车辆-路面耦合模型及系统方程，对路面方程进行离散化处理，并用谐

5、波平衡法对耦合方程进行处理。推导了路面输入车辆的功率流表达式、车辆作用传递给路面的功率流表达式以及车体最大动能表达式。得到了车体、轮胎和路面之间的能量转化关系。通过数值分析，以减少输入系统的功率流和车体最大动能为目标，比较了重要参数对系统的影响。研究结果表明，功率流方法能够揭示系统的能量传递与转化关系，并为车辆和路面系统的参数选择提供了一定的参考。关键词：车路耦合；非线性；功率流；能量传递AbstractAbstractVehicle-roadcouplingdynamicsisnotonlyanimportantresearchdirectionwhi

6、chisofpracticalengineeringsignificance,butalsoahotspotresearchquestion.Whilecurrently,researchersmainlyfocusonbuildingaprecisevehicle-roadcouplingmodel,anduseallsortsofcalculatingmethodtostudythedeformationandstressofroad,alsoconductsomeresearchesonthevelocityandaccelerationofthe

7、vehicle.Researchesalsowereconductedinthisthesis,adoptinganewlydevelopedmethod,namelythepowerflowmethod,itcanstudythetransmissionandtransferofenergyinvehicle-roadcouplingsystem.Themainresearchcontentsareasfollows:(1)Thetransmissionandtransferincomplicatedlinearvibrationsystem,aswe

8、llasthemainequationandcalculationmethodo