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摩托车双轮同时跌落的冲击响应研究

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发表于 2006-2-28 00:15:00 | 显示全部楼层
<STRONG>1.3 水平力对x<SUB>2</SUB>的影响时模型中L<SUB>1</SUB>和L<SUB>2</SUB>的等效化处理<BR></STRONG>  图2中减震器对车体的水平力F<SUB>1x</SUB>,F<SUB>2x</SUB>无法在模型中予以考虑,但它对车体的俯仰振动有很大的影响,因此必须计及水平力的作用,摩托车相对于汽车而言,其轮距的变化不能忽略,针对作者研究的特殊工况,水平力的作用可以通过对L<SUB>1</SUB>,L<SUB>2</SUB>的等效化处理来解决。<BR>  根据力和力矩等效原则有<BR>        <EM>F</EM><SUB>1<EM>y</SUB>l</EM>′<SUB>3</SUB>+<EM>F<SUB>1x</SUB></EM>(<EM>h</EM><SUB>1</SUB>-<EM>h</EM>)=<EM>F</EM><SUB>1<EM>y</SUB>L</EM><SUB>1</SUB>,<EM>F</EM><SUB>2<EM>y</SUB>l</EM>′<SUB>4</SUB>+<EM>F</EM><SUB>2<EM>x</EM></SUB>(<EM>h</EM><SUB>2</SUB>-<EM>h</EM>)=<EM>F</EM><SUB>2<EM>y</SUB>L</EM><SUB>2</SUB>。<BR>  则考虑了附加水平力作用的等效长度<EM>L</EM><SUB>1</SUB>,<EM>L</EM><SUB>2</SUB>为<BR>          <EM>L</EM><SUB>1</SUB>=<EM>l</EM>′<SUB>3</SUB>+(<EM>h</EM><SUB>1</SUB>-<EM>h</EM>)cot<EM>α</EM><SUB>1</SUB>,<EM>L</EM><SUB>2</SUB>=<EM>l</EM>′<SUB>4</SUB>+(<EM>h</EM><SUB>2</SUB>-<EM>h</EM>)cot<EM>α</EM><SUB>2</SUB>。         (7)<BR>  通过上述分析,完成了从摩托车实际参数向模型悬架参数的等效,给定摩托车实际减震器的特性,则悬架特性也就唯一的确定了。<BR><STRONG><STRONG>1.4 前后减震器的特性分析<FONT size=5><BR></FONT></STRONG>1.4.1 </STRONG>前后减震器的刚度特性<BR>  摩托车前减震器弹簧为线性弹簧,一般不安装限位器,故其刚度<EM>k</EM>s1为常数。由于摩托车搭载乘员主要作用在后悬架上,其后减震器的弹簧为变螺距螺旋弹簧,且安装橡胶压缩限位器,故摩托车后减震器系统在整个行程内可简化为3段线性的弹性元件。即<BR>               <IMG src=\"http://www.wanfangdata.com.cn/qikan/periodical.Articles/bjlgdxxb/bjlg99/bjlg9901/image01/g25-1.gif\">          (8)<BR>式中 <EM>k</EM><SUP>(1)</SUP><EM>s</EM>2,<EM>s</EM><SUB>1</SUB>为螺旋弹簧第1段的刚度和工作区段;<EM>k</EM><SUP>(2)</SUP><EM>s</EM>2,<EM>s</EM><SUB>2</SUB>为螺旋弹簧变刚度段的刚度和工作区段;<EM>k</EM><SUP>(3)</SUP><EM>s</EM>2,<EM>s</EM><SUB>3</SUB>为压缩行程限位器工作段的刚度和工作区段;<EM>s</EM><SUB>1</SUB>+<EM>s</EM><SUB>2</SUB>+<EM>s</EM><SUB>3</SUB>=[<EM>f</EM>],[<EM>f</EM>]为减震器最大压缩许用行程。<BR>  <EM>k</EM><SUP>(1)</SUP><EM>s</EM>2由空载簧上固有频率<EM>f</EM><SUB>n</SUB>和不搭载乘员的悬置质量<EM>m</EM><SUB>10</SUB>决定;<EM>k</EM><SUP>(2)</SUP><EM>s</EM>2由满载簧上固有频率<EM>f</EM><SUB>n</SUB>和搭载乘员的满载悬置质量<EM>m</EM><SUB>11</SUB>决定;<EM>k</EM><SUP>(3)</SUP><EM>s</EM>2是压缩橡胶限位器工作段的刚度;即在额定冲击载荷作用下,确保减震器行程小于[<EM>f</EM>]。当减震器行程大于[<EM>f</EM>]时将会受到损坏。<BR><STRONG>1.4.2 </STRONG>减振器的阻尼特性<BR>  摩托车减震器的阻尼特性简化为4段线性,其中压缩行程为1段,<EM>c</EM><SUP>(1)</SUP><EM><SUB>s</SUB></EM>为常数,复原行程分为3段,开阀前<EM>c</EM><SUP>(2)</SUP><EM><SUB>s</SUB></EM>为常数。从初始开阀到开阀终了段,复原阻力<EM>p</EM>为常数,完全开阀后<EM>c</EM><SUP>(3)</SUP><EM><SUB>s</SUB></EM>为常数。在一般的车辆振动响应分析中,由于振动幅值较小,可以取<EM>c</EM><SUP>(1)</SUP><EM><SUB>s</SUB></EM>和<EM>c</EM><SUP>(2)</SUP><EM><SUB>s</SUB></EM>的平均值作为全程阻尼系数,但在本文所述的特殊工况中,由于分析的是瞬态响应,必须分段进行处理<SUP>[3]</SUP>。即<BR>                <IMG src=\"http://www.wanfangdata.com.cn/qikan/periodical.Articles/bjlgdxxb/bjlg99/bjlg9901/image01/g25-2.gif\">       (9)<BR>  当后减震器进入限位行程时,橡胶限位器开始工作。实心橡胶的阻尼一般为结构阻尼,其损耗因子<EM>η</EM>≈0.1,等效粘性阻尼比<EM>ξ</EM>=<EM>η</EM>/2=0.05,相应的阻尼系数为<BR>        <IMG src=\"http://www.wanfangdata.com.cn/qikan/periodical.Articles/bjlgdxxb/bjlg99/bjlg9901/image01/g25-3.gif\">    (10)<BR>  综合上两式有<BR>                <EM>c</EM>s1=<EM>c</EM>s11, <EM>c</EM>s2=<EM>c</EM>s21+<EM>c</EM>s22,           (11)<BR>式中各值均以实验值代入计算。
< align=left><FONT size=4><STRONG><STRONG>2 双轮同时落地时JH125摩托车仿真计算</STRONG></STRONG></FONT><FONT size=3></P>
<P>  仿真计算的参数是JH125摩托车的实际参数,所有参数均通过试验测定。文中的计算程序均用Matlab语言编程<SUP>[4,5]</SUP>。具体参数如下:<BR>  <EM>m</EM><SUB>1</SUB>=155kg, <EM>m</EM><SUB>2</SUB>=21kg, <EM>m</EM><SUB>3</SUB>=9kg, <EM>m</EM><SUB>4</SUB>=14kg;<BR>  <EM>k</EM>s1=4790N<STRONG><SUP>.</SUP></STRONG>m<SUP>-1</SUP>,<EM>k</EM>s2=32400N<STRONG><SUP>.</SUP></STRONG>m<SUP>-1</SUP>,<EM>k</EM><SUB>3</SUB>=122900N<STRONG><SUP>.</SUP></STRONG>m<SUP>-1</SUP>,<EM>k</EM><SUB>4</SUB>=140500N<STRONG><SUP>.</SUP></STRONG>m<SUP>-1</SUP>;<BR>  <EM>c</EM>s1=800[N<STRONG><SUP>.</SUP></STRONG>(m<STRONG><SUP>.</SUP></STRONG>s<SUP>-1</SUP>)]<SUP>-1</SUP>,<EM>c</EM>s2=3200[N<STRONG><SUP>.</SUP></STRONG>(m<STRONG><SUP>.</SUP></STRONG>s<SUP>-1</SUP>)]<SUP>-1</SUP>,<EM>c</EM><SUB>3</SUB>=180[N<STRONG><SUP>.</SUP></STRONG>(m<STRONG><SUP>.</SUP></STRONG>s<SUP>-1</SUP>)]<SUP>-1</SUP>, <BR>  <EM>c</EM><SUB>4</SUB>=220[N<STRONG><SUP>.</SUP></STRONG>(m<STRONG><SUP>.</SUP></STRONG>s<SUP>-1</SUP>)]<SUP>-1</SUP>;<BR>  <EM>α</EM><SUB>1</SUB>=28°, <EM>α</EM><SUB>2</SUB>=31°;<BR>  <EM>l</EM>′<SUB>1</SUB>=0.7581m, <EM>l</EM>′<SUB>2</SUB>=0.4660m,<EM>l</EM>′<SUB>3</SUB>=0.2915m,<EM>l</EM>′<SUB>4</SUB>=0.1785m,<EM>h</EM><SUB>1</SUB>=0.3700m,<BR>h<SUB>2</SUB>=0.5500m。<BR></P></FONT>
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 楼主| 发表于 2006-2-28 00:15:00 | 显示全部楼层 |阅读模式

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<>顾 亮 张振华 曲晋立</P>
<P>我国对摩托车的基础理论研究相对于汽车要薄弱得多,尤其对冲击强度方面的研究涉及得更少。作者根据摩托车从高处跌落的工况,分析其瞬态冲击响应,并以得出的最大冲击惯性载荷来评价摩托车设计的强度指标。<BR>  摩托车越障能力高,轮胎离地的概率远大于汽车,因此跌落时的最大冲击载荷应该作为摩托车各部件静强度设计的依据。 为使问题简化,假设:①忽略摩托车的水平速度,仅将其作为自由落体考虑,地面的冲击力垂直向上;②摩托车落地后,双轮不再离地;③忽略摩托车车架的弹性变形;④忽略人体对振动能量的吸收。 由于实际最大冲击惯性载荷发生在摩托车轮胎与地面撞击后的瞬间,上述假设不会在最大冲击惯性载荷的计算上引起大的误差<SUP>[1,2]</SUP>。</P>
<P align=left><FONT size=4><STRONG><STRONG>1 摩托车冲击响应理论分析</STRONG></STRONG></FONT><FONT size=3></P></FONT>
<P align=left><FONT size=3><STRONG>1.1 4自由度冲击响应模型</STRONG></FONT></P>
<P align=left><FONT size=3>  传统的双轴汽车振动问题,可简化为4自由度模型进行分析,即将车体简化为仅具有垂直振动和俯仰振动自由度的刚体,跌落高度为H,模型如图1所示。</FONT></P>
<P align=center><IMG src="http://www.wanfangdata.com.cn/qikan/periodical.Articles/bjlgdxxb/bjlg99/bjlg9901/image01/23.gif"><BR><FONT size=3>图1 4自由度车辆冲击响应模型简图</FONT></P>
<P>
<TABLE width="90%" border=0>

<TR>
<TD class=td1><FONT size=3>
<P align=left>  在分析摩托车性能时,将驾驶员质量作为系统的一个组成部分进行处理。对于所研究的特殊工况,摩托车轮胎在落地前,驾驶员臀部一般都离开了座位,其质量通过双手双脚直接传到车架上(由假设④,将驾驶员视作刚体),其转动惯量也同样叠加到车体上。此时,摩托车的冲击响应仍可以用图1中模型进行分析。根据前面的假设,采用广义坐标,其运动微分方程为<BR>                 <IMG src="http://www.wanfangdata.com.cn/qikan/periodical.Articles/bjlgdxxb/bjlg99/bjlg9901/image01/g24-1.gif">             (1)<BR>式中 <EM><STRONG>x</STRONG></EM>={<EM>x<SUB>1</SUB>,x<SUB>2</SUB>,x<SUB>3</SUB>,x<SUB>4</SUB></EM>}<EM><SUB>T</SUB></EM>是各广义坐标的位移矢量,坐标原点为双轮着地时的静平衡位置;<STRONG><EM>M</EM>,<EM>C</EM>,<EM>K</EM></STRONG>分别为系统的质量、阻尼和刚度矩阵。将式(1)化成状态方程,令<IMG src="http://www.wanfangdata.com.cn/qikan/periodical.Articles/bjlgdxxb/bjlg99/bjlg9901/image01/g24-2.gif"><IMG src="http://www.wanfangdata.com.cn/qikan/periodical.Articles/bjlgdxxb/bjlg99/bjlg9901/image01/g24-3.gif">,则式(1)转化为标准的状态方程<BR>                     <IMG src="http://www.wanfangdata.com.cn/qikan/periodical.Articles/bjlgdxxb/bjlg99/bjlg9901/image01/g24-4.gif">              (2)<BR>其解为初始条件为<IMG src="http://www.wanfangdata.com.cn/qikan/periodical.Articles/bjlgdxxb/bjlg99/bjlg9901/image01/g24-5.gif">的特解。<BR><STRONG><STRONG>1.2 摩托车的等效悬架刚度及等效悬架阻尼系数<BR></STRONG></STRONG>  摩托车前、后减震器安装时都有较大的倾角,且后悬架的倾角还是车体及轮胎广义位移的函数,因此减震器的实际刚度与阻尼系数并不是图1中模型的悬架刚度与阻尼系数,还需要根据摩托车减震器的实际安装情况及瞬时位置,进行等效化处理。</FONT></P></TD></TR></TABLE></P>
<P align=center><IMG src="http://www.wanfangdata.com.cn/qikan/periodical.Articles/bjlgdxxb/bjlg99/bjlg9901/image01/24.gif"><BR><FONT size=3>图2 摩托车悬架等效刚度、阻尼系数计算简图</FONT></P>
<P>
<TABLE width="90%" border=0>

<TR>
<TD class=td1><FONT size=3>
<P align=left>  图2中<EM>k</EM>s1,<EM>k</EM>s2分别为摩托车前、后减震器实际刚度;<EM>h</EM><SUB>10</SUB>,<EM>h</EM><SUB>20</SUB>,<EM>h</EM><SUB>0</SUB>,<EM>h</EM><SUB>1</SUB>,<EM>h</EM><SUB>2</SUB>,<EM>h</EM>分别为静平衡位置和任意时刻前、后减振器上支点以及车体(包括驾驶员)质心位置距离前、后轮中心连线的垂直高度;<EM>l′</EM><SUB>1</SUB>,<EM>l′</EM><SUB>2</SUB>,<EM>l′</EM><SUB>3</SUB>,<EM>l′</EM><SUB>4</SUB>为车体质心距前、后轮轴及前、后减震器上支点的水平距离;<EM>α</EM><SUB>1</SUB>,<EM>α</EM><SUB>2</SUB>为前、后减震器与前、后轮中心连线的夹角,其中<EM>α</EM><SUB>1</SUB>为常数,<EM>α</EM><SUB>2</SUB>是广义位移的函数。计算时,设<EM>F</EM><SUB>1y</SUB>,<EM>F</EM><SUB>2y</SUB>,<EM>F</EM><SUB>1x</SUB>,<EM>F</EM><SUB>2x</SUB>分别为前、后减震器上支点对车体的垂直力和水平力,在任意位置有<BR>        <EM>h</EM><SUB>1</SUB>=<EM>h</EM><SUB>10</SUB>-(<EM>x</EM><SUB>1</SUB>-<EM>l′</EM><SUB>3</SUB><EM>x</EM><SUB>2</SUB>-<EM>x</EM><SUB>3</SUB>), <EM>h</EM><SUB>2</SUB>=<EM>h</EM><SUB>20</SUB>-(<EM>x</EM><SUB>1</SUB>-<EM>l′</EM><SUB>4</SUB><EM>x</EM><SUB>2</SUB>-<EM>x</EM><SUB>4</SUB>), <EM>h</EM>=<EM>h</EM><SUB>0</SUB>-<EM>x</EM><SUB>1</SUB>。     (3)<BR>     <EM>α</EM><SUB>1</SUB>=arctan[(<EM>h</EM><SUB>10</SUB>/(<EM>l′</EM><SUB>10</SUB>-<EM>l′</EM><SUB>30</SUB>)],<EM>α</EM><SUB>2</SUB>=arctan[(<EM>h</EM><SUB>2</SUB>/(<EM>l′</EM><SUB>20</SUB>-<EM>l′</EM><SUB>40</SUB>)]。   (4)<BR>  由图2实车参数等效到图1中模型的悬架刚度为<BR>              <EM>k</EM><SUB>1</SUB>=<EM>k</EM>s1/cos<SUP>2</SUP> <EM>α</EM><SUB>1</SUB>,<EM>k</EM><SUB>2</SUB>=<EM>k</EM>s2/cos<SUP>2</SUP> <EM>α</EM><SUB>2</SUB>。          (5)<BR>  以<EM>c</EM>s1,<EM>c</EM>s2代换<EM>k</EM>s1,<EM>k</EM>s2,则可得到等效悬架阻尼系数为<BR>             <EM>c</EM><SUB>1</SUB>=<EM>c</EM>s1/cos<SUP>2</SUP> <EM>α</EM><SUB>1</SUB>,<EM>c</EM><SUB>2</SUB>=<EM>c</EM>s2/cos<SUP>2</SUP> <EM>α</EM><SUB>2</SUB>。           (6)<BR></P></FONT></TD></TR></TABLE></P>
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<>顾 亮 张振华 曲晋立</P>
<P>我国对摩托车的基础理论研究相对于汽车要薄弱得多,尤其对冲击强度方面的研究涉及得更少。作者根据摩托车从高处跌落的工况,分析其瞬态冲击响应,并以得出的最大冲击惯性载荷来评价摩托车设计的强度指标。<BR>  摩托车越障能力高,轮胎离地的概率远大于汽车,因此跌落时的最大冲击载荷应该作为摩托车各部件静强度设计的依据。 为使问题简化,假设:①忽略摩托车的水平速度,仅将其作为自由落体考虑,地面的冲击力垂直向上;②摩托车落地后,双轮不再离地;③忽略摩托车车架的弹性变形;④忽略人体对振动能量的吸收。 由于实际最大冲击惯性载荷发生在摩托车轮胎与地面撞击后的瞬间,上述假设不会在最大冲击惯性载荷的计算上引起大的误差<SUP>[1,2]</SUP>。</P>
<P align=left><FONT size=4><STRONG><STRONG>1 摩托车冲击响应理论分析</STRONG></STRONG></FONT><FONT size=3></P></FONT>
<P align=left><FONT size=3><STRONG>1.1 4自由度冲击响应模型</STRONG></FONT></P>
<P align=left><FONT size=3>  传统的双轴汽车振动问题,可简化为4自由度模型进行分析,即将车体简化为仅具有垂直振动和俯仰振动自由度的刚体,跌落高度为H,模型如图1所示。</FONT></P>
<P align=center><IMG src="http://www.wanfangdata.com.cn/qikan/periodical.Articles/bjlgdxxb/bjlg99/bjlg9901/image01/23.gif"><BR><FONT size=3>图1 4自由度车辆冲击响应模型简图</FONT></P>
<P>
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<P align=left>  在分析摩托车性能时,将驾驶员质量作为系统的一个组成部分进行处理。对于所研究的特殊工况,摩托车轮胎在落地前,驾驶员臀部一般都离开了座位,其质量通过双手双脚直接传到车架上(由假设④,将驾驶员视作刚体),其转动惯量也同样叠加到车体上。此时,摩托车的冲击响应仍可以用图1中模型进行分析。根据前面的假设,采用广义坐标,其运动微分方程为<BR>                 <IMG src="http://www.wanfangdata.com.cn/qikan/periodical.Articles/bjlgdxxb/bjlg99/bjlg9901/image01/g24-1.gif">             (1)<BR>式中 <EM><STRONG>x</STRONG></EM>={<EM>x<SUB>1</SUB>,x<SUB>2</SUB>,x<SUB>3</SUB>,x<SUB>4</SUB></EM>}<EM><SUB>T</SUB></EM>是各广义坐标的位移矢量,坐标原点为双轮着地时的静平衡位置;<STRONG><EM>M</EM>,<EM>C</EM>,<EM>K</EM></STRONG>分别为系统的质量、阻尼和刚度矩阵。将式(1)化成状态方程,令<IMG src="http://www.wanfangdata.com.cn/qikan/periodical.Articles/bjlgdxxb/bjlg99/bjlg9901/image01/g24-2.gif"><IMG src="http://www.wanfangdata.com.cn/qikan/periodical.Articles/bjlgdxxb/bjlg99/bjlg9901/image01/g24-3.gif">,则式(1)转化为标准的状态方程<BR>                     <IMG src="http://www.wanfangdata.com.cn/qikan/periodical.Articles/bjlgdxxb/bjlg99/bjlg9901/image01/g24-4.gif">              (2)<BR>其解为初始条件为<IMG src="http://www.wanfangdata.com.cn/qikan/periodical.Articles/bjlgdxxb/bjlg99/bjlg9901/image01/g24-5.gif">的特解。<BR><STRONG><STRONG>1.2 摩托车的等效悬架刚度及等效悬架阻尼系数<BR></STRONG></STRONG>  摩托车前、后减震器安装时都有较大的倾角,且后悬架的倾角还是车体及轮胎广义位移的函数,因此减震器的实际刚度与阻尼系数并不是图1中模型的悬架刚度与阻尼系数,还需要根据摩托车减震器的实际安装情况及瞬时位置,进行等效化处理。</FONT></P></TD></TR></TABLE></P>
<P align=center><IMG src="http://www.wanfangdata.com.cn/qikan/periodical.Articles/bjlgdxxb/bjlg99/bjlg9901/image01/24.gif"><BR><FONT size=3>图2 摩托车悬架等效刚度、阻尼系数计算简图</FONT></P>
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<P align=left>  图2中<EM>k</EM>s1,<EM>k</EM>s2分别为摩托车前、后减震器实际刚度;<EM>h</EM><SUB>10</SUB>,<EM>h</EM><SUB>20</SUB>,<EM>h</EM><SUB>0</SUB>,<EM>h</EM><SUB>1</SUB>,<EM>h</EM><SUB>2</SUB>,<EM>h</EM>分别为静平衡位置和任意时刻前、后减振器上支点以及车体(包括驾驶员)质心位置距离前、后轮中心连线的垂直高度;<EM>l′</EM><SUB>1</SUB>,<EM>l′</EM><SUB>2</SUB>,<EM>l′</EM><SUB>3</SUB>,<EM>l′</EM><SUB>4</SUB>为车体质心距前、后轮轴及前、后减震器上支点的水平距离;<EM>α</EM><SUB>1</SUB>,<EM>α</EM><SUB>2</SUB>为前、后减震器与前、后轮中心连线的夹角,其中<EM>α</EM><SUB>1</SUB>为常数,<EM>α</EM><SUB>2</SUB>是广义位移的函数。计算时,设<EM>F</EM><SUB>1y</SUB>,<EM>F</EM><SUB>2y</SUB>,<EM>F</EM><SUB>1x</SUB>,<EM>F</EM><SUB>2x</SUB>分别为前、后减震器上支点对车体的垂直力和水平力,在任意位置有<BR>        <EM>h</EM><SUB>1</SUB>=<EM>h</EM><SUB>10</SUB>-(<EM>x</EM><SUB>1</SUB>-<EM>l′</EM><SUB>3</SUB><EM>x</EM><SUB>2</SUB>-<EM>x</EM><SUB>3</SUB>), <EM>h</EM><SUB>2</SUB>=<EM>h</EM><SUB>20</SUB>-(<EM>x</EM><SUB>1</SUB>-<EM>l′</EM><SUB>4</SUB><EM>x</EM><SUB>2</SUB>-<EM>x</EM><SUB>4</SUB>), <EM>h</EM>=<EM>h</EM><SUB>0</SUB>-<EM>x</EM><SUB>1</SUB>。     (3)<BR>     <EM>α</EM><SUB>1</SUB>=arctan[(<EM>h</EM><SUB>10</SUB>/(<EM>l′</EM><SUB>10</SUB>-<EM>l′</EM><SUB>30</SUB>)],<EM>α</EM><SUB>2</SUB>=arctan[(<EM>h</EM><SUB>2</SUB>/(<EM>l′</EM><SUB>20</SUB>-<EM>l′</EM><SUB>40</SUB>)]。   (4)<BR>  由图2实车参数等效到图1中模型的悬架刚度为<BR>              <EM>k</EM><SUB>1</SUB>=<EM>k</EM>s1/cos<SUP>2</SUP> <EM>α</EM><SUB>1</SUB>,<EM>k</EM><SUB>2</SUB>=<EM>k</EM>s2/cos<SUP>2</SUP> <EM>α</EM><SUB>2</SUB>。          (5)<BR>  以<EM>c</EM>s1,<EM>c</EM>s2代换<EM>k</EM>s1,<EM>k</EM>s2,则可得到等效悬架阻尼系数为<BR>             <EM>c</EM><SUB>1</SUB>=<EM>c</EM>s1/cos<SUP>2</SUP> <EM>α</EM><SUB>1</SUB>,<EM>c</EM><SUB>2</SUB>=<EM>c</EM>s2/cos<SUP>2</SUP> <EM>α</EM><SUB>2</SUB>。           (6)<BR></P></FONT></TD></TR></TABLE></P>
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 楼主| 发表于 2006-2-28 00:16:00 | 显示全部楼层
[replyview]<STRONG>2.1 最大加速度响应与跌落速度的关系<BR></STRONG>  图3反映了不同跌落速度所对应的最大冲击惯性载荷。从图中可以看出其特性可以分为3段,即小位移、中位移和大位移冲击阶段。小位移冲击(跌落速度<EM>v</EM><0.83m<STRONG><SUP>.</SUP></STRONG>s<SUP>-1</SUP>是指冲击能量不足而使后减震器撞击限位器时的冲击,此时各广义质量的最大加速度响应与跌落速度成正比;簧上质心的最大垂直加速度和最大俯仰角加速度增长比较缓慢,小位移阶段结束时,簧上质心的最大垂直加速度为<EM>a</EM><SUB>1</SUB>max=19.33m<STRONG><SUP>.</SUP></STRONG>s<SUP>-2</SUP>。当跌落速度<EM>v</EM>=0.84m<STRONG><SUP>.</SUP></STRONG>s<SUP>-1</SUP>时,后减振器的橡胶限位器开始工作,簧上质心的最大垂直加速度和最大俯仰角加速度产生突变;<EM>a</EM>1max=25.79m<STRONG><SUP>.</SUP></STRONG>s<SUP>-2</SUP>,进入中位移冲击阶段,此后加速度缓慢增长,并开始出现尖峰。当跌落速度<EM>v</EM>=1.36m<STRONG><SUP>.</SUP></STRONG>s<SUP>-1</SUP>时,橡胶限位器压并,后减震器发生刚性撞击,加速度均呈线性急剧增加,进入大位移冲击阶段。3种工况下摩托车的振动响应有明显的区别。
< align=center><IMG src=\"http://www.wanfangdata.com.cn/qikan/periodical.Articles/bjlgdxxb/bjlg99/bjlg9901/image01/26-1.gif\"><BR><FONT size=3>图3 广义质量的最大加速度与跌落速度之间的关系</FONT></P>
<TABLE width=\"90%\" border=0>

<TR>
<TD class=td1><FONT size=3>
<P align=left><STRONG>2.2 不同冲击阶段的位移、速度和加速度瞬态响应<BR>  </STRONG>在小位移冲击阶段,前后减震器均正常工作,其刚度是线性的,而阻尼系数呈分段线性,图4是跌落速度为<EM>v</EM>=0.83m<STRONG><SUP>.</SUP></STRONG>s<SUP>-1</SUP>时,摩托车簧上质量<EM>m</EM><SUB>1</SUB>的位移、速度和加速度瞬态冲击响应曲线。</P></FONT>
<P align=center><IMG src=\"http://www.wanfangdata.com.cn/qikan/periodical.Articles/bjlgdxxb/bjlg99/bjlg9901/image01/26-2.gif\"><BR><FONT size=3>图4 小位移冲击阶段<EM>m</EM><SUB>1</SUB>的位移、速度和加速度</FONT></P>
<P><FONT size=3>  在中位移冲击阶段,前减震器处于正常工作区,后减震器则开始撞击橡胶限位器,在此阶段,簧下质量的最大加速度继续增加,而簧上质量的最大加速度则基本不变,橡胶限位器起到了缓冲的作用。增长最快的后轮最大加速度出现跳跃的现象,这主要是由于后轮连续撞击限位器。图5是跌落速度为1.35m<STRONG><SUP>.</SUP></STRONG>s<SUP>-1</SUP>时,摩托车簧上质量<EM>m</EM><SUB>1</SUB>的位移、速度和加速度瞬态冲击响应的曲线。<BR>  在大位移冲击阶段,后减震器的橡胶限位器压并,出现刚性撞击,在此阶段,<EM>m<SUB>1</SUB>,m<SUB>2</SUB>,m<SUB>4</SUB></EM>的最大加速度均急剧增加。 最大加速度均出现跳跃现象,主要是由于后轮连续撞击限位器造成的。图6是跌落速度为1.50m<STRONG><SUP>.</SUP></STRONG>s<SUP>-1</SUP>时,摩托车簧上质量<EM>m</EM><SUB>1</SUB>的位移、速度和加速度瞬态冲击响应曲线。</FONT></P></TD></TR></TABLE>
<P align=center><IMG src=\"http://www.wanfangdata.com.cn/qikan/periodical.Articles/bjlgdxxb/bjlg99/bjlg9901/image01/27-1.gif\"></P>
<TABLE width=\"90%\" border=0>

<TR>
<TD class=td1><FONT size=3>
<P align=center>  图5 中位移冲击阶段<EM>m</EM><SUB>1</SUB>的位移、速度和加速度</FONT></P></TD></TR></TABLE>
<P align=center><IMG src=\"http://www.wanfangdata.com.cn/qikan/periodical.Articles/bjlgdxxb/bjlg99/bjlg9901/image01/27-2.gif\"></P>
<TABLE width=\"90%\" border=0>

<TR>
<TD class=td1><FONT size=3>
<P align=center>图6 大位移冲击阶段<EM>m</EM><SUB>1</SUB>的位移、速度和加速度</P>
<P align=left></FONT><STRONG><STRONG><FONT size=4>3 结 论</FONT></STRONG></STRONG></P>
<P align=left>  根据上述JH125摩托车的冲击瞬态响应分析可以得出以下结论:<FONT size=3><BR>  ① 在实际应用中,摩托车所受的冲击应限制在中位移冲击阶段,即摩托车落地冲击速度v<1.36m<STRONG><SUP>.</SUP></STRONG>s<SUP>-1</SUP>,对应的自由落体高度<EM>H</EM>=0.3055m,此时簧上质心的垂直加速度为<EM>a</EM>1max=52m<STRONG><SUP>.</SUP></STRONG>s<SUP>-2</SUP>,簧上质量的俯仰角加速度<EM>α</EM>2max=42.3rad<STRONG><SUP>.</SUP></STRONG>s<SUP>-2</SUP>,前轮加速度<EM>a</EM><SUB>3</SUB>max=93.78m<STRONG><SUP>.</SUP></STRONG>s<SUP>-2</SUP>,后轮加速度<EM>a</EM>4max=107.82m<STRONG><SUP>.</SUP></STRONG>s<SUP>-2</SUP>。这是摩托车强度设计的低限。<BR>  ② 摩托车后减震器的橡胶限位器切实起到了缓冲的作用,JH125摩托车增加橡胶限位器后不发生刚性撞击的落地速度从0.83m<STRONG><SUP>.</SUP></STRONG>s<SUP>-1</SUP>提高到1.36m<STRONG><SUP>.</SUP></STRONG>s<SUP>-1</SUP>。<BR>  ③ 摩托车前减震器的缓冲在摩托车双轮同时落地工况中并未发挥作用。<BR>  ④ JH125摩托车双轮的落地速度v>1.36m<STRONG><SUP>.</SUP></STRONG>s<SUP>-1</SUP>时,摩托车后减震器发生刚性撞击,若落地速度继续增加时,各广义质量的最大加速度急剧呈线性增加。此种情况应尽量避免。</FONT></P>
<P align=left><IMG src=\"http://www.wanfangdata.com.cn/qikan/periodical.Articles/bjlgdxxb/bjlg99/bjlg9901/image01/1..gif\"><FONT size=3>国防科技预研基金资助项目<BR><STRONG>作者单位:</STRONG>顾 亮 张振华 曲晋立 北京理工大学车辆工程学院</FONT></P><FONT size=3><STRONG>
<P align=left>参考文献</STRONG></P>
<P>1 顾 亮,黄 华,曲晋立. 空降车辆瞬态冲击的动力学研究. 北京:兵工学报*坦克装甲车与发动机分册,1997,(3):10~16<BR>2 汪风景。电子设备振动与冲击手册。北京:科学出版社,1997<BR>3 褚亦清,李翠英. 非线性振动分析. 北京:北京理工大学出版社,1996<BR>4 张志涌. 掌握和精通——MATLAB. 北京:北京航空航天大学出版社,1997<BR>5 薛定宇。控制系统计算机辅助设计——MATLAB语言及应用。北京:清华大学出版社,1996</P></FONT></TD></TR></TABLE>[/replyview]
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发表于 2006-3-2 10:46:00 | 显示全部楼层
<>很有用</P>
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发表于 2006-4-28 10:17:00 | 显示全部楼层
谢谢,很有用
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发表于 2006-4-30 17:49:00 | 显示全部楼层
谢谢,很有用
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发表于 2006-4-30 18:58:00 | 显示全部楼层
多谢支持!继续多发帖子!
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发表于 2006-6-13 11:57:00 | 显示全部楼层
好文章啊,顶一个
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发表于 2007-12-25 11:47:02 | 显示全部楼层
好强呀,不过看不懂呀.
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发表于 2008-7-12 08:42:50 | 显示全部楼层
前不久正好遇到做摩托车跌落的问题,这篇文章深受启发
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发表于 2008-12-5 16:52:04 | 显示全部楼层
双轮同时落下,跑就是了。。。。。。。。。。。
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发表于 2008-12-5 17:20:15 | 显示全部楼层
不错,谢谢楼主分享!!
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