主副鋼板彈簧懸架非線性動力學(xué)性能研究.pdf

1、碰撞、干摩擦、遲滯等非光滑動力系統(tǒng)是當(dāng)前工程界和諸多工業(yè)領(lǐng)域廣泛重視的研究領(lǐng)域。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，非光滑和不連續(xù)因素對工程問題的影響越來越引起人們的關(guān)注和研究，已成為非線性動力學(xué)研究的熱點之一，并取得了一些重要的成果。由于光滑系統(tǒng)中研究周期解穩(wěn)定性和分岔的方法在非光滑系統(tǒng)中不再適用，探究非光滑系統(tǒng)周期解穩(wěn)定性和分岔的新理論和新方法已成為非線性動力學(xué)領(lǐng)域重大的挑戰(zhàn)內(nèi)容。本文的主要研究工作有以下幾個方面：
　　1.依據(jù)汽車動力學(xué)理論

2、，建立某貨車后懸架兩自由度分段線性和輪胎非線性耦合動力學(xué)模型，利用改進(jìn)的平均法理論，求出了懸架動撓度隨路面激勵的幅頻響應(yīng)曲線和等效固有頻率曲線（骨干方程）。結(jié)果表明曲線存在一般非線性振動的特點，共振曲線發(fā)生拐點，振幅出現(xiàn)跳躍和滯后現(xiàn)象。同時還分析了載重質(zhì)量、副鋼板彈簧剛度、彈簧間隙、輪胎非線性項系數(shù)對共振曲線的影響，可為汽車懸架系統(tǒng)的非線性振動參數(shù)識別和優(yōu)化設(shè)計提供理論依據(jù)。
　　2.利用打靶法對非線性懸架系統(tǒng)的周期解進(jìn)行數(shù)值仿真

3、，其結(jié)果與解析解吻合的較好。但在接近共振頻率附近，系統(tǒng)周期解出現(xiàn)不穩(wěn)定，并產(chǎn)生跳躍現(xiàn)象，數(shù)值解與解析解吻合效果較差。由于 K BM法是基于弱非線性和小參數(shù)化假設(shè)的基礎(chǔ)上，當(dāng)系統(tǒng)在固有頻率附近時振動強烈，KBM法得到的解析解將產(chǎn)生較大誤差。
　　3.建立兩自由度分段光滑系統(tǒng)周期解橫截穿越分界面情況下的時間Poincaré映射，通過零時間不連續(xù)映射方法推導(dǎo)了分界面處的跳躍矩陣和基解矩陣的表達(dá)式。分析了跳躍矩陣與系統(tǒng)的彈簧剛度無關(guān)，只與

4、阻尼力有關(guān)。結(jié)合光滑系統(tǒng)的Floquet理論通過數(shù)值計算找到了系統(tǒng)發(fā)生 Neimark-Sacker分岔的分岔點。并通過分界面處速度的收斂情況、時間 Poincaré映射圖、相圖、時域圖等參數(shù)曲線，揭示了系統(tǒng)隨著激勵頻率的增大發(fā)生 Neimark-Sacker分岔并產(chǎn)生混沌的過程。
　　4.建立四自由度分段線性懸架系統(tǒng)模型，并在 Simulink環(huán)境下進(jìn)行數(shù)值仿真，對不同等級路面下和相同等級路面下不同物理參數(shù)的懸架性能參數(shù)進(jìn)行了仿