基于VPG 的整車平順性仿真

2017-10-21 18:39:17·  來源：華晨汽車工程研究院  作者：張博彬，趙春吉，湯洪澎
　
4.1.2　時(shí)域仿真分析
由4.1.1 節(jié)中的結(jié)果可分析得出Ｚ 軸向振動加速度峰值遠(yuǎn)大于Ｘ、Ｙ 軸向，說明在仿真試驗(yàn)中Ｚ 軸方向，亦即垂直方向的振動是最為劇烈的。
Ｘ 軸向振動最輕，且遠(yuǎn)小于另兩個(gè)軸向，這是由于在像60ｋｍ/ ｈ 這樣的中低車速下，Ｘ 軸上的慣性力相對較小，由不平路面引發(fā)的側(cè)向振動通常是略大于前進(jìn)方向振動的。
通過各軸向加速度波振幅隨時(shí)間推移的衰減趨勢可見，本轎車模型中輪胎與懸架緩和沖擊與振動的作用是明顯的，且在約0.08ｓ 左右便使各軸向的振動趨于平緩，可見響應(yīng)速度很快。這種較高的響應(yīng)靈敏度也正是我們希望懸架系統(tǒng)能夠在車輛行駛路況發(fā)生突變時(shí)所具備的能力。它不僅關(guān)乎行駛舒適性，還在一定程度上影響到駕駛?cè)俗⒁饬Φ母眉?，從而在一定程度上提高行駛安全性?/div>
此外，通過對比Ｘ 軸向與Ｚ 軸向加速度曲線還可以發(fā)現(xiàn)，直觀地講，Ｘ 軸向加速度波形不如Ｚ 軸向波形密集，就是說，Ｘ 軸向加速度波形振動頻率較小。這說明兩個(gè)軸向振動主導(dǎo)的影響因素是不同的。通過分析可知，Ｘ 軸向(即前進(jìn)方向) 的振動主要是由于整車剛體慣性力與前進(jìn)速度共同決定，而Ｚ 軸向(即垂直方向) 的振動主要是由于隨機(jī)路面激勵譜與車速共同決定。隨機(jī)路面具有很高的空間頻率，這解釋了上述現(xiàn)象的產(chǎn)生。
至于加速度波峰值是否與實(shí)際情況相符，還需要通過頻域分析間接求得總加速度均方根值，在與主觀評價(jià)法標(biāo)準(zhǔn)值比對后方可得出結(jié)論。后文將有詳細(xì)探討。
 
4.2　頻域仿真結(jié)果分析
4.2.1　頻域仿真結(jié)果
由于時(shí)域分析的局限性，還需進(jìn)一步采用頻域分析來全面展現(xiàn)振動環(huán)境的影響。圖25 ~ 圖27 分別列出了Ｘ、Ｙ、Ｚ三個(gè)軸向的加速度時(shí)間歷程信號在快速傅里葉變換下所得的
頻域功率譜密度曲線。
圖25　Ｘ 軸向加速度功率譜密度
圖26?。?軸向加速度功率譜密度
圖27　Ｚ 軸向加速度功率譜密度
 
由圖25 ~ 圖27 可見，在其余條件相同，且車速為60ｋｍ/ ｈ 的情況下，Ｚ 軸向的加速度功率譜密度在4Ｈｚ 附近出現(xiàn)了較大波峰。Ｘ 軸向與Ｙ 軸向的加速度功率譜密度從圖上看來雖有多處波峰，但不應(yīng)忽略其縱坐標(biāo)單位的數(shù)量級分別是Ｅ9 與Ｅ8，與Ｚ 軸的Ｅ11 分別相差10 倍與100 倍，故與Ｚ 軸向縱坐標(biāo)值相比可忽略不計(jì)，亦即視為無較大波峰出現(xiàn)。因此，對于Ｚ 軸向，其加速度功率譜密度在4Ｈｚ 附近出現(xiàn)了較大波峰。