某客车前轮摆振及影响因素分析

作     者：张卫丰 

作者单位：南京航空航天大学 

学位级别：硕士

导师姓名：赵又群

授予年度：2010年

学科分类：08[工学] 080204[工学-车辆工程] 0802[工学-机械工程] 

主      题：客车 前轮摆振 非线性 Hopf分岔 极限环 Simulink 

摘      要：前轮摆振是指汽车在平坦公路上行驶时所产生的车轮绕主销的持续的振动现象,它对汽车动力性、燃油经济性、操纵稳定性、行驶平顺性以及安全性都有极大的负面影响。前轮摆振有强迫振动和自激振动两种形式,由于自激振动是非线性动力系统特有的振动现象,本文建立了包含间隙、干摩擦等非线性因素的5自由度客车前轮摆振模型,研究了摆振的发生机理和探索了有效的减摆措施,具体内容有: 1.以某国产客车为研究对象,建立五自由度客车摆振系统动力学模型,对模型中间隙、干摩擦等非线性因素的处理作了详细的阐述。 2.运用非线性动力学理论,阐述转向轮自激摆振是系统发生Hopf分岔后出现稳定的极限环振动现象,根据Routh-Hurwitz判据判断摆振系统在不同车速下的稳定性,确定客车摆振系统发生自激摆振的Hopf分岔点,并进一步判断极限环的稳定性。 3.运用MATLAB＆Simulink软件建立客车转向轮摆振仿真模型。通过仿真结果检验理论分析,同时得到转向轮发生强迫型振动、自激型摆振、耦合型摆振的特征,并得到车速、转向系参数、横拉杆参数、质心位置、主销后倾角等参数与转向轮自激摆振幅值的关系曲线,通过确定影响自激摆振的敏感参数及敏感参数的适取范围,可以有效减小或消除客车的自激摆振。 4.本文重点分析了横拉杆间隙、主销处干摩擦对自激摆振的车速区间、摆振幅值的影响。研究表明,间隙能增大自激摆振的车速区间、极限环幅值;干摩擦在一定程度上能抑制自激摆振的发生。