某型载货汽车车轮动态荷载研究开题报告

1. 研究目的与意义

高速行驶在路面上的车辆受不平整路面的干扰，使车辆产生震动，影响车辆行驶的平顺性和舒适性，同时对路面施加附加的振动冲击荷载，即车辆动荷载。

现代汽车的行驶平顺性是汽车主要性能之一。汽车行驶时，来自路面的冲击以及汽车行驶系和传动系中作用力的大小方向的不断变化，汽车将发生震动。汽车振动不仅对乘坐者造成不舒适的感觉，而且对所运货物的完整性不利。振动产生的动载荷，会使汽车机件磨损加剧，甚至造成损坏。此外，在振动时，由于轮胎、悬架和减震器等能量消耗增加，行驶阻力增大，因而燃油消耗增高，降低燃油经济性。汽车的平顺性主要是保持汽车在行驶过程中产生的振动和冲击环境对乘员舒适性的影响在一定界限内，因此平顺性主要根据乘员主观感觉的舒适性来评价，对于载货汽车还包括保持货物完整的性能，它是现在高速汽车的主要性能之一。

本课题拟采用系统动力学方法，建立某型载货汽车的动力学模型，研究车辆对路面的荷载和动载系数及相关影响因素。

2. 课题关键问题和重难点

关键问题：建立车辆的垂向动力学模型以及在MATLAB中编写相应的仿真程序。此问题不解决，本课题的后续分析工作无法开展。

课题难点：首先，是建立车辆的垂向动力学模型，建模就是建立系统模型，本课题是建立车辆对路面垂向荷载的模型。需要了解汽车对路面的受力分布以及不平度的功率谱密度，重点学习汽车理论单质量系统的振动方面的相关知识。其次，是对MATLAB软件的学习，掌握MATLAB软件语言的基本编程知识。需要上网查看利用MATLAB进行计算、仿真以及建模的方法。查看《MATLAB/Simulink与控制系统仿真(第3版)》或其他相关书籍，学习MATLAB计算基础、Simulink仿真、时域分析法等章节内容，从而对车辆的动力学模型进行分析。

3. 国内外研究现状（文献综述）

高速行驶在路面上的车辆受不平整路面的干扰，使车辆产生震动，影响车辆行驶的平顺性和舒适性，同时对路面施加附加的振动冲击荷载，即车辆动荷载。汽车行驶时，来自路面的冲击以及汽车行驶系和传动系中作用力的大小方向的不断变化，汽车将发生震动。汽车振动不仅对乘坐者造成不舒适的感觉，而且对所运货物的完整性不利。汽车的平顺性主要是保持汽车在行驶过程中产生的振动和冲击环境对乘员舒适性的影响在一定界限内，因此平顺性主要根据乘员主观感觉的舒适性来评价，对于载货汽车还包括保持货物完整的性能，它是现在高速汽车的主要性能之一。

文献[1] 建立了8自由度的汽车乘坐动力学模型和随机路面激励的时域模型。乘坐动力学模型考虑了包括座椅在内的车辆的垂直、俯仰和侧倾3种运动。利用matlab仿真工具对某型车辆在b级路面形式时的平顺性进行了时域仿真分析。

文献[2]采用理论研究与实验研究相结合的技术线路，对重型车辆和沥青路面动力响应进行研究。采用多刚体系统动力学方法，建立二分之一车辆动力学模型，研究了路面不平度、轴重、速度和胎压对车辆动荷载的影响。

4. 研究方案

第一，查阅文献，了解车辆平顺性的定义及其评价指标，车轮动载荷与动载系数的定义。

第二，学习车辆垂直动力学相关理论知识。

第三，学习matlab软件。

5. 工作计划

第1周 完成英文翻译，提交英文翻译给指导老师批阅。英文翻译经指导老师批阅合格并确认后，译文和原文上传至毕业设计管理系统。译文封面用标准模板。

第2周 查阅文献资料，撰写开题报告。

第3周 完成开题报告，经指导老师批阅合格并确认后，上传至毕业设计管理系统。开题报告封面用标准模板。查阅资料，掌握车辆平顺性的定义及其评价指标，车轮动载荷与动载系数的定义。