【摘要】：隨著可持續(xù)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和環(huán)保的觀念的深入,新能源成為研究的一個(gè)熱點(diǎn),振動(dòng)作為一種新型能源引起了人們的重視。車輛道路耦合振動(dòng)會(huì)產(chǎn)生足夠的振動(dòng)能量,將其收集利用,對(duì)能源可持續(xù)發(fā)展具有重大意義。車路耦合系統(tǒng)中振動(dòng)十分復(fù)雜,現(xiàn)階段振動(dòng)能量回收效率較低,因此需要對(duì)車路耦合中的振動(dòng)進(jìn)行研究,探索車路耦合中振動(dòng)能量收集的最大化,實(shí)現(xiàn)振動(dòng)能量收集裝置最佳安裝。研究在不同等級(jí)路面下車輛通過(guò)路面時(shí)的路面不平度對(duì)車輛的激勵(lì)特性。分析了白噪聲、三角級(jí)數(shù)、AR和ARMA、泊松四種不同路面不平度的模擬方法的優(yōu)劣,確立了三角級(jí)數(shù)作為路面不平度的模擬方法;通過(guò)MATLAB軟件,研究用三角級(jí)數(shù)法模擬路面不平度對(duì)車輛的激勵(lì),研究表明路面等級(jí)的降低會(huì)使得路面對(duì)行駛中的車輛激勵(lì)作用變大。研究在路面等級(jí)、車輛胎壓、車速、車輛載重等參數(shù)的變化下車輛對(duì)路面的動(dòng)荷載和動(dòng)載系數(shù)的影響規(guī)律。利用MATLAB軟件建立二分之一車輛動(dòng)力學(xué)模型,研究不同參數(shù)對(duì)路面的動(dòng)荷載和動(dòng)載系數(shù)的變化,研究發(fā)現(xiàn)隨著路面等級(jí)降低和車速、胎壓、載重變大,動(dòng)荷載和動(dòng)荷載系數(shù)均在不同程度的變大;反之,降低。研究不同參數(shù)的改變對(duì)車輛自身固有頻率的影響,發(fā)現(xiàn)胎壓變大導(dǎo)致車輛固有頻率變大;載重變大,車輛固有頻率降低,其余因素對(duì)車輛固有頻率幾乎沒(méi)有影響。通過(guò)對(duì)車輛隨機(jī)振動(dòng)分析,計(jì)算得到車輛和道路共振的頻率基本上在9.17Hz處。對(duì)車輛荷載作用下的瀝青路面動(dòng)力響應(yīng)規(guī)律進(jìn)行了研究。利用ABAQUS軟件上建立三維瀝青路面動(dòng)力學(xué)模型,研究荷載、車輛速度、路面彈性模量、溫度的影響下瀝青道路內(nèi)部振動(dòng)波傳播規(guī)律,研究發(fā)現(xiàn)隨著車速、荷載、彈性模量變大,振動(dòng)傳播范圍變大;溫度由低到高變化中,振動(dòng)波傳播先變小后變大;振動(dòng)主要在振動(dòng)源面層處,瀝青道路面層振動(dòng)位移和速度最大,且隨著深度而減小。研究荷載、車輛速度、路面彈性模量、溫度的影響下振動(dòng)能量分布規(guī)律,發(fā)現(xiàn)對(duì)應(yīng)變能密度分布圖中得出應(yīng)變能密度集中在下面層處,離地面約10cm處,研究表明下面層處放置能量收集裝置可獲得最大效益。
【圖文】：

常用的經(jīng)典模型主要有：四分之一車輛模型(圖1.1)、二分之一車輛模型(圖 1.2)、和整車模型(圖 1.3）�，F(xiàn)在車輛動(dòng)力學(xué)的模型已經(jīng)有了很多種，，模型的自由度數(shù)可以高達(dá)四十多個(gè)。經(jīng)過(guò)多年的研究逐步建立了有限元模型、動(dòng)態(tài)子結(jié)構(gòu)模型和多體系動(dòng)力學(xué)模型，這些模型更加復(fù)雜，但是它們更加逼真真實(shí)的車輛。

圖 1.1 四分之一車輛模型 圖 1.2 二分之一車輛模型 圖 1.3 整車模型Kenis 在計(jì)算機(jī)上仿真研究了車輛在不平順的道路上不同行駛速度下改動(dòng)輪胎壓力和輪胎類型的動(dòng)載力，并進(jìn)行路面動(dòng)力響應(yīng)的模擬分析，初步開始將車輛和道路到在一起研究[6]。Tevelow 在實(shí)驗(yàn)下發(fā)現(xiàn)行駛過(guò)程的車輛在振動(dòng)頻率為 15Hz 到 50Hz 下發(fā)生損壞最為嚴(yán)重，但是具體的頻率并未得出[7]。朱孔源通過(guò)建立具有七個(gè)自由度的車輛模型來(lái)研究車速、路面的不平度、車輛軸承距離、輪轂距離等變化下對(duì)車輛動(dòng)荷載的影響，并設(shè)計(jì)了可以減小車輛動(dòng)荷載的具有二個(gè)自由度和七個(gè)自由度的半主動(dòng)懸架[8][9]。錢國(guó)平、白詩(shī)堯建立了具有兩個(gè)和三個(gè)自由度的車輛振動(dòng)模型，仿真分析后得出當(dāng)車輛在路面上行駛時(shí)車輛的振動(dòng)頻率達(dá)到或接近于系統(tǒng)的固有頻率時(shí)系統(tǒng)產(chǎn)生共振，并產(chǎn)生較大的振動(dòng)響應(yīng)[10]。1.2.2 路面動(dòng)力學(xué)研究發(fā)展現(xiàn)狀上世紀(jì)初期開始，車輛逐步成為廣泛使用的交通工具出現(xiàn)在大眾視野中，并且被越
【學(xué)位授予單位】：長(zhǎng)安大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：U416.217

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2598202