虚拟激励法及其在汽车随机振动应用中的探讨.docx

虚拟激励法及其在汽车随机振动应用中的探讨!李杰1秦玉英1赵旗1张伟2(1.吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室;2.上海泛亚汽车技术中心有限公司)【摘要】论述了虚拟激励法,为探讨其应用于汽车随机振动的可行性,构造了虚拟路面激励。以1/4汽车单自由度振动系统为对象,由虚拟激励法推导出系统和振动响应量的频率响应特性,提出了求取系统振动响应量功率谱密度的新方法,给出了应用虚拟激励法求解汽车随机振动的计算实例。结果表明,虚拟激励法是比傅里叶分析方法更为简便的时频研究方法。主题词:汽车随机振动平顺性虚拟激励法中图分类号:U462文献标识码:A文章编号:1000-3703(2007)07-0024-04VitualExcitationMethodandItsApplicationtoAutomotiveRandomVibrationLiJie1,QinYuying1,ZhaoQi1,ZhangWei2(StateKeyLabofAutomobileDynamicSimulation,JilinUniversity;2.PanAsiaAutomotiveTechnologyCenterCo.Ltd.,Shanghai)【Abstract】Thispaperdiscussesvitualexcitationmethodandconstructsvitualroadexcitationfordiscussingthefea-sibilityofthismethodappliedtoautomotiverandomvibration.Accordingtoonequarterfreedommodelofautomobile,thefrequency-responsecharacteristicsofthesystemandsystemvibrationresponsesarededucedbasedonvitualexcitationmethod,anewmethodisputforwardforcalculatingpowerspectrumdensityofsystemvibrationresponses,andanexampleisgivenforautomotiverandomvibration.TheresultsshowthatvitualexcitationmethodisamoresimpleresearchmethodincomparisonwithFourieranalysismethod.Keywords:Automotive,Randomvibration,Automotiverideperformance,Vitualexcitationmethod振动系统为研究对象,将其应用于汽车随机振动的研究中,为虚拟激励法在汽车领域的进一步推广与应用奠定基础。前言1虚拟激励法是由我国学者提出的用于分析结构系统随机振动的新方法,是具有理论研究与工程应用前景的创新性成果,在土木、海洋等工程领域得到应用和重视[1～3]。如何更好地将其应用于汽车随机振动的研究中,是一个值得探讨的问题。从工程应用的角度来看,现有关于虚拟激励法的介绍过于理论化,不利于其在工程领域的推广与广泛应用。本文采用工程设计人员易于理解的方式对虚拟激励法的基本理论进行总结,并以1/4汽车单自由度22.1虚拟激励法的基本理论虚拟激励法的理论基础对于受到平稳随机激励的线性系统,频率响应是表征系统在频域的动态特性的函数,决定了系统响应(输出)与激励(输入)之间的关系,是频率的函数。在零初始条件下,对常系数线性系统,频率响!吉林大学创新基金资助项目。ofessorTatsuoEndo’swork.InY.Murakami,Ed.,TheRainflowMethodinFatigue.ButterworthHeinemann,Oxford1992.6陈栋华轿车底盘零部件耐久性虚拟试验理论与方法研—24—究:[学位论文].上海:同济大学,2007.(责任编辑文楫)修改稿收到日期为2007年4月4日。汽车技术·设计·计算·研究·应是响应和激励的复数之比,即[4,5]:道路走向长度x的变化,它描述了路面在空间位置的分布情况,即描述了路面的实际自然状态。一般将路面不平度视为平稳随机过程,并用功率谱密度表示路面的统计特征。路面不平度功率谱密度的幂函数形式表达式为[6]:H(f)=Yf(t)(1)Xf(t)式中,H(f)为频率响应;f为频率;Yf(t)为响应y(t)的傅里叶变换;Xf(t)为激励x(t)的傅里叶变换。2.2虚拟激励法的基本公式对于受到平稳随机激励的结构系统,如果平稳随机激励x(t)的自功率谱密度Sx(f)已知,则可以构造如下形式的虚拟激励x!(t)[3]:-WGq(n)=Gq(