车辆动力学研究：脉冲路面输入仿真与试验的成果

脉冲路面输入试验所用的三角形路面的截面形状见图4-31。试验车速从20 km/h至70 km/h，间隔10 km/h进行。

仿真计算时，整个路面是在平路面的基础上，叠加脉冲路面组成，所以所包含的频率成分较实际的路面少，为减少计算工作量，仿真车速取比较典型的50 km/h。路面试验的加速度测量点按国标布置在驾驶员座椅、后排座椅和车辆重心处，由于模型中没有建立座椅的非线性模型，所以将仿真数据的取值点定义在车辆重心处的地板上。

图4-31 试验用脉冲路面截面形状

车辆重心地板处垂直振动加速度及其功率谱的仿真与试验数据比较如图4-32和图4-33所示。

图4-32 车辆质心处加速度仿真与试验比较

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图4-33 城市车辆质心处加速度响应功率谱仿真与试验结果比较

车辆垂直振动加速曲线显示出该车具有较好的舒适性，垂向振动的固有频率大约在3 Hz，有效地避开了人体的振动敏感带，而且经过脉冲路面后，在较短的时间内恢复到随机路面状态，阻尼特性比较合理。仿真数据的垂向加速度值总体上大于试验数据，功率谱密度函数曲线所包含的面积也要大一些，而且模型的垂向振动固有频率也要稍大一些。这是由于模型中大部分部件是刚性的，柔性部件和弹性部件考虑的比较少，导致模型的刚度较实际车辆大，从而使得舒适性有一定程度的降低，但基本上来说仿真与试验的结果还是比较接近的。

由于试验与仿真所采用的路面稍有不同，即试验路面是在国家A 级路面的基础上叠加脉冲激励，仿真路面是在平路面的基础上叠加脉冲路面，导致仿真数据的功率谱所包含的频率范围相对较小。

试验与仿真的车速较高，前后轮通过脉冲路面的时间间隔可以按下式计算：

式中，l为轴距；v0 为车速。由于车速较高，跨越时间较短，所以前后轮分别通过脉冲路面引起的振动叠加在一起。