某型车辆车轮动态荷载研究开题报告

1. 研究目的与意义

车辆是目前最常用的出行代步工具，不同的车辆及轮胎在不同路面上行驶的平顺性和舒适性都大有不同，高速行驶在路面上的车辆受不平整路面的激扰，使车辆产生振动，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。通过对车辆车轮的动态载荷进行数学建模，不断修改系数，直至得出最佳的系数范围。

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，研究车辆对路面的动荷载和动载系数及相应的影响因素。通过对车辆与轮胎相关参数的分析,利用MATLAB软件进行数学建模，建立车辆垂向动力学模型，并基于垂向动力学模型，研究车辆对路面的动荷载和动载系数及相应的影响因素。不断对系数进行优化，以达到最优化的模型，使汽车行驶时具备良好的平顺性和舒适性。

2. 课题关键问题和重难点

对于某型车辆车轮动态荷载研究这个课题，我们首先应该查阅文献了解车辆平顺性的定义及其评价指标，车轮动荷载与动载系数的定义。并学习车辆垂向动力学相关理论知识。由于这个课题需要学习MATLAB软件来帮助我们进行模型的建立，所以我们应该尽快学会利用MATLAB。关于如何建立车辆垂向动力学模型是这个课题的关键问题及难点，我们需要基于垂向动力学模型，研究车辆对路面的动荷载和动载系数及相应的影响因素。

通过利用MATLAB软件，对车辆与轮胎的相关参数进行分析，并通过查阅相关文献，建立一个初步的车辆垂向动力学模型，我们需要通过不断修正系数来尽可能的使我们建立的模型更加可靠。然后通过MATLAB软件进行模拟仿真，来对车辆垂向动力学模型进行进一步的完善。由于我之前对车轮动载荷的力学模型并不了解，对MATLAB软件的应用也并是不特别熟悉，所以这对我来说是一次挑战，不过我会尽最大努力去把这个课题做好。

3. 国内外研究现状（文献综述）

文献[1]重型车辆对路面作用的振动冲击荷载以及沥青路面结构在该荷载下的动力响应是目前研究的热点,是进行车-路友好设计和路面结构动态设计的基础,是解释和解决现有多种沥青路面破坏问题的必要手段。采用理论研究与试验研究相结合的技术路线,对重型车辆和沥青路面动力响应进行系统研究。

文献[2]论文基于数值分析方法，分别建立二自由度四分之一、 自由度整车及路面激励的数学模型，进而将matlab程序与simulink结合，进行相应的动力学建模。在分析仿真结果的正确性并初步改善十自由度整车模型的道路友好性、平顺性后，深入探讨了低自由度车辆模型的优点和局限。该方法为高精度车辆虚拟样机动力学分析提供了可靠的理论依据。

文献[3]为克服频率响应法对车辆平顺性预测的局限性,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坐椅在内的车辆的垂直、俯仰和侧倾3种运动。利用matlab/simulink仿真工具对某型车辆在b级路面行驶时的平顺性进行了时域仿真分析。

4. 研究方案

根据汽车性能的分析，对车辆与轮胎的相关参数进行分析，确定车辆对路面的动荷载和动载系数及相应的影响因素，即阻尼、汽车结构、轮胎类型等，通过相关文献，并学习车辆垂向动力学相关理论知识，以提高车辆的平顺性为目的，建立车辆垂向动力学模型。根据文献中的经验及理论计算公式利用MATLAB软件进行初步方案设计。之后通过对影响动载荷和动载系数的相关系数进行修改，利用MATLAB软件进行数值模拟分析，为达到汽车行驶平顺的目的，来检验数值是否符合标准，符合则设计成功，不符合则需要再次改进修正，直至完整。

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，译文和原文均上传至毕业设计管理系统。译文封面用标准模板。查阅文献资料，撰写开题报告。

第2周开题报告封面用标准模板，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。复习汽车理论中平顺性的相关知识，掌握车辆平顺性的定义及其评价指标，车轮动荷载与动载系数的定义。

第3周完成开题报告审核。学习车辆垂向动力学相关理论知识。