CN112668103A - 一种汽车动力总成-副车架悬置系统动态特性的计算方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种汽车动力总成‑副车架悬置系统动态特性的计算方法,包括:建立坐标系与收集动力总成惯性参数;建立坐标系与收集副车架惯性参数;获取悬置复刚度矩阵、安装位置和安装角;计算路面位移激励引起的对于动力总成和副车架的力和力矩;根据公式计算动力总成质心和副车架质心频率响应特性;计算悬置动反力频响特性。本发明具有以下有益效果:可预测该动力总成‑副车架悬置系统动力总成质心位移频响函数、副车架质心位移频响函数和悬置动反力频响函数,为悬置系统的优化设计提供参考依据;由于考虑了副车架‑车身悬置的刚度和阻尼,计算得到的悬置动反力更加准确的反应了动力总成和车身的振动和冲击。
Description
技术领域
本发明涉及汽车动力总成-副车架悬置系统优化设计领域,特别涉及一种汽车动力总成- 副车架悬置系统动态特性的计算方法。
背景技术
动力总成和路面作为汽车两个主要的激励源,动力总成的振动经悬置系统传递至车身,引起车身的振动;路面位移激励经悬置系统传递至动力总成,引起动力总成的振动。因此悬置系统应起到双向隔振作用,既要隔离路面对动力总成的振动和冲击,也要隔离动力总成向路面传递振动。
上官文斌等在文献《汽车动力总成悬置系统振动控制设计计算方法研究》采用6自由度悬置系统模型,推导在路面激励下或动力总成输出扭矩波动时,动力总成质心位移和悬置动反力频响特性的计算公式。根据该公式计算得到动力总成质心位移和悬置动反力幅频特性,从而判断悬置系统隔振效果好坏并进行相应优化设计。但6自由度悬置系统忽略了副车架的惯性作用、副车架-车身悬置的刚度和阻尼,计算结果有所偏差,可能会使悬置系统隔振效果不理想。
发明内容
本发明考虑了动力总成和副车架的惯性特性、动力总成上的悬置和副车架-车身悬置的刚度和阻尼,给出了建立12自由度动力总成-副车架悬置系统动力学模型的计算方法。根据12 自由度动力总成-副车架悬置系统动力学模型、测试得到的动力总成和副车架惯性参数、悬置的复刚度和安装位置、安装角,建立了动力总成质心位移和副车架质心位移、悬置动反力频率响应的计算方法。可以作为悬置系统隔振效果评价和优化设计的参考依据。
本发明目的通过如下技术方案实现:
一种汽车动力总成-副车架悬置系统动态特性的计算方法,包含以下步骤:
建立以动力总成质心位置为原点的坐标系o1-x1y1z1,收集动力总成惯性参数,并基于所述动力总成惯性参数建立动力总成质量矩阵M1;
建立副车架质心位置o2为原点的坐标系o2-x2y2z2,x2,y2,z2分别与x1,y1,z1平行,收集副车架惯性参数,并基于所述副车架惯性参数建立副车架质量矩阵M2;
根据所述动力总成质量矩阵M1和所述副车架质量矩阵M2建立动力总成-副车架质量矩阵 M;
获取动力总成-车身悬置的复刚度矩阵安装位置及方向余弦矩阵A1i,获取动力总成 -副车架悬置的复刚度矩阵安装位置及方向余弦矩阵A12j,获取副车架-车身悬置的复刚度矩阵安装位置及方向余弦矩阵A2k;根据前述各参数建立动力总成-副车架悬置系统复刚度矩阵K;
当为路面位移激励时,计算路面位移激励引起的对于动力总成和副车架的力和力矩Fg(t);当为动力总成激励时,计算动力总成扭矩激励引起的对于动力总成和副车架的力和力矩F(t);
根据公式q(jω)=(-Mω2+K)-1(F(jω)+Fg(jω))计算得到动力总成质心位移幅频特性和副车架质心位移幅频特性,其中K为动力总成-副车架悬置系统复刚度矩阵,F(jω)为作用在动力总成和副车架上的外力和外力矩,为动力总成激励力F(t)的傅里叶变换结果,ω=2πf, f为自然频率,Fg(jω)为路面激励力Fg(t)的傅里叶变换结果;
根据公式F1i=K1iE1iq1-K1iX1ig得到第i个动力总成-车身悬置动反力频响特性,根据公式F2k=K2kE2kq2-K2kX2kg得到第k个副车架-车身悬置的动反力频响特性,其中,q1为动力总成质心位移频响特性,K1i为第i个动力总成-车身悬置在其全局坐标系下的复刚度矩阵,q2为副车架质心位移频响特性,K2k为第k个副车架-车身悬置在其全局坐标系下的复刚度矩阵。
进一步地,所述收集动力总成惯性参数,并基于所述动力总成惯性参数建立动力总成质量矩阵M1,具体包括:
进一步地,所述收集副车架惯性参数,并基于所述副车架惯性参数建立副车架质量矩阵 M2,具体包括:
进一步地,所述动力总成-副车架质量矩阵M如下:
动力总成上的悬置总个数记为N1,动力总成与副车架间的悬置个数为N12,在动力总成质心坐标系o1-x1y1z1下,按照x1方向对动力总成-车身悬置编号,记为第i(i=0,1,...,N1-N12) 个动力总成-车身悬置;以第i个动力总成-车身悬置的弹性中心为原点,由悬置弹性主轴方向决定悬置局部坐标系坐标轴方向,建立悬置局部坐标系以第i个动力总成-车身悬置弹性中心为原点,由动力总成质心坐标系o1-x1y1z1各坐标轴方向决定悬置全局坐标系坐标轴方向,从而建立悬置全局坐标系o1i-u1iv1iw1i;
在动力总成质心坐标系o1-x1y1z1下,获得第i(i=0,1,...,N1-N12)个动力总成-车身悬置的坐标[x1i y1i z1i];
动力总成上的悬置总个数记为N1,在动力总成质心坐标系o1-x1y1z1下,按照x1方向对动力总成-副车架悬置编号,记为第j(i=0,1,...,N12)个动力总成-副车架悬置,以第j个动力总成-副车架悬置的弹性中心为原点,由悬置弹性主轴方向决定悬置局部坐标系坐标轴方向,建立悬置局部坐标系以第j个动力总成-副车架悬置弹性中心为原点,由动力总成质心坐标系o1-x1y1z1各坐标轴方向决定悬置全局坐标系坐标轴方向,从而建立悬置全局坐标系o12j-u12jv12jw12j;
在动力总成质心坐标系o1-x1y1z1下,获得第j(i=0,1,...,N12)个动力总成-副车架悬置的坐标[x12j y12j z12j];
设定副车架与车身间的悬置个数为N2,在副车架质心坐标系o2-x2y2z2下,按照x2方向对副车架-车身悬置编号,记为第k(k=0,1,...,N2)个副车架-车身悬置;以第k个副车架-车身悬置的弹性中心为原点,由悬置弹性主轴方向决定悬置局部坐标系坐标轴方向,建立悬置局部坐标系以第k个副车架-车身悬置弹性中心为原点,由副车架质心坐标系 o2-x2y2z2各坐标轴方向决定悬置全局坐标系坐标轴方向,从而建立悬置全局坐标系 o2k-u2kv2kw2k;
在副车架质心坐标系o2-x2y2z2下,获得第k(k=0,1,...,N2)个副车架-车身悬置的坐标 [x2k y2k z2k];
进一步地,所述计算路面位移激励引起的对于动力总成和副车架的力和力矩Fg(t),具体包括:
当路面有垂直脉冲位移激励zg(t)时,设与车身相连的悬置悬下点的位移与路面的激励位移相同,则动力总成-车身悬置的悬下点在其全局坐标系下有脉冲激励位移 X1ig=[0 0 zg(t)]T,副车架-车身悬置的悬下点在其全局坐标系下有脉冲激励位移 X2kg=[0 0zg(t)]T,则力和力矩Fg(t)的计算公式为:
进一步地,所述公式q(jω)=(-Mω2+K)-1(F(jω)+Fg(jω))中,动力总成-副车架悬置系统复刚度矩阵K具体如下:
进一步地,公式F1i=K1iE1iq1-K1iX1ig中,第i个动力总成-车身悬置在其全局坐标系下的复刚度矩阵F2k=K2kE2kq2-K2kX2kg中,第k个副车架-车身悬置在其全局坐标系下的复刚度矩阵
与现有技术相比,本发明至少具有以下有益效果:
1)根据动力总成和副车架惯性参数、悬置刚度和阻尼以及安装位置,可预测该动力总成 -副车架悬置系统动力总成质心位移频响特性、副车架质心位移频响特性和悬置动反力频响特性,为悬置系统的优化设计提供参考依据。
2)在动力总成-副车架悬置系统动态特性的计算中,由于考虑到了副车架的惯性参数以及副车架-车身悬置的刚度和阻尼,计算方法适用于带有副车架的汽车。
3)在动力总成-副车架悬置系统动态特性的计算中,由于考虑了副车架-车身悬置的刚度和阻尼,计算得到的悬置动反力更加准确地反应了动力总成和车身的振动和冲击。
附图说明
图1是动力总成-副车架悬置系统模型简图。
图2(a)是动力总成扭矩波动时,动力总成质心平动位移幅频响应图。
图2(b)是动力总成扭矩波动时,动力总成转动位移幅频响应图。
图3(a)是动力总成扭矩波动时,副车架质心平动位移幅频响应图。
图3(b)是动力总成扭矩波动时,副车架转动位移幅频响应图。
图4(a)是动力总成扭矩波动时,动力总成-副车架悬置1动反力幅频响应图。
图4(b)是动力总成扭矩波动时,动力总成-副车架悬置2动反力幅频响应图。
图4(c)是动力总成扭矩波动时,动力总成-副车架悬置3动反力幅频响应图。
图5(a)是动力总成扭矩波动时,副车架-车身悬置1动反力幅频响应图。
图5(b)是动力总成扭矩波动时,副车架-车身悬置2动反力幅频响应图。
图5(c)是动力总成扭矩波动时,副车架-车身悬置3动反力幅频响应图。
图5(d)是动力总成扭矩波动时,副车架-车身悬置4动反力幅频响应图。
图6(a)是路面位移激励下,动力总成质心平动位移幅频响应图。
图6(b)是路面位移激励下,动力总成转动位移幅频响应图。
图7(a)是路面位移激励下,副车架质心平动位移幅频响应图。
图7(b)是路面位移激励下,副车架转动位移幅频响应图。
图8(a)是路面位移激励下,动力总成-副车架悬置1动反力幅频响应图。
图8(b)是路面位移激励下,动力总成-副车架悬置2动反力幅频响应图。
图8(c)是路面位移激励下,动力总成-副车架悬置3动反力幅频响应图。
图9(a)是路面位移激励下,副车架-车身悬置1动反力幅频响应图。
图9(b)是路面位移激励下,副车架-车身悬置2动反力幅频响应图。
图9(c)是路面位移激励下,副车架-车身悬置3动反力幅频响应图。
图9(d)是路面位移激励下,副车架-车身悬置4动反力幅频响应图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确,以下结合附图并举实例对本发明作进一步详细描述。
步骤1:建立以动力总成质心位置为原点的坐标系o1-x1y1z1,收集动力总成惯性参数,并基于动力总成惯性参数建立动力总成质量矩阵M1。
本步骤中,利用三线摆式动力总成惯性特性测试台架,测出动力总成质量m1,动力总成质心位置o1;以o1为原点建立坐标系o1-x1y1z1,其中,x1轴与水平地面平行,指向汽车后方, z1轴正向垂直向上,x1轴以右手定则确定;利用动力总成惯性特性测试台架测出动力总成绕x1轴的转动惯量绕y1轴的转动惯量绕z1轴的转动惯量动力总成对x1轴和y1轴的惯性积对y1轴和z1轴的惯性积对x1轴和z1轴的惯性积建立动力总成质量矩阵M1。
步骤2:建立以副车架质心位置o2为原点的坐标系o2-x2y2z2,x2,y2,z2分别与x1,y1,z1平行,收集副车架惯性参数,并基于副车架惯性参数建立副车架质量矩阵M2。
步骤2.1:本步骤中,利用惯性特性测试台架,测出副车架质量m2,副车架质心位置o2;以o2为原点建立坐标系o2-x2y2z2,x2,y2,z2分别与x1,y1,z1平行;利用惯性特性测试台架测出副车架绕x2轴的转动惯量绕y2轴的转动惯量绕z2轴的转动惯量动力总成对x2轴和y2轴的惯性积对y2轴和z2轴的惯性积对x2轴和z2轴的惯性积建立副车架质量矩阵M2。
步骤2.2:根据动力总成质量矩阵M1和副车架质量矩阵M2可以建立动力总成-副车架质量矩阵M如下:
步骤3:获取动力总成-车身悬置的复刚度矩阵安装位置及方向余弦矩阵A1i,获取动力总成-副车架悬置的复刚度矩阵安装位置及方向余弦矩阵A12j,获取副车架-车身悬置的复刚度矩阵安装位置及方向余弦矩阵A2k。
具体的,本步骤中,动力总成上的悬置总个数记为N1,动力总成与副车架间的悬置个数记为N12,在动力总成质心坐标系o1-x1y1z1下,按照x1方向从小到大的顺序对动力总成-车身悬置编号,记为第i(i=0,1,...,N1-N12)个动力总成-车身悬置。以第i个动力总成-车身悬置的弹性中心为原点,由悬置弹性主轴方向决定悬置局部坐标系坐标轴方向,建立悬置局部坐标系以第i个动力总成-车身悬置弹性中心为原点,由动力总成质心坐标系 o1-x1y1z1各坐标轴方向决定悬置全局坐标系坐标轴方向,从而建立悬置全局坐标系o1i-u1iv1iw1i。
利用弹性体测试系统测试第i(i=0,1,...,N1-N12)个动力总成-车身悬置在其局部坐标系下三个轴向复刚度即可获得第i(i=0,1,...,N1-N12)个动力总成-车身悬置在其局部坐标系下的复刚度矩阵在动力总成质心坐标系o1-x1y1z1下,获得第i(i=0,1,...,N1-N12)个动力总成-车身悬置的坐标 [x1i y1i z1i];获取动力总成-车身悬置安装角(可从悬置设计厂家处获取),得到第 i(i=0,1,...,N1-N12)个动力总成-车身悬置从其局部坐标系到其全局坐标系 o1i-u1iv1iw1i下的方向余弦矩阵A1i。
本实施例中,动力总成上的悬置总个数为3个,即N1=3,动力总成与副车架间的悬置个数为3个,即N12=3,所以i=0,即本实施例中动力总成与车身间的悬置个数为0,没有设置动力总成-车身悬置,因此A1i、均为零矩阵。
动力总成上的悬置总个数记为N1,在动力总成质心坐标系o1-x1y1z1下,按照x1方向对动力总成-副车架悬置编号,记为第j(i=0,1,...,N12)个动力总成-副车架悬置,以第j个动力总成-副车架悬置的弹性中心为原点,由悬置弹性主轴方向决定悬置局部坐标系坐标轴方向,建立悬置局部坐标系以第j个动力总成-副车架悬置弹性中心为原点,由动力总成质心坐标系o1-x1y1z1各坐标轴方向决定悬置全局坐标系坐标轴方向,从而建立悬置全局坐标系o12j-u12jv12jw12j;
在动力总成质心坐标系o1-x1y1z1下,获得第j(i=0,1,...,N12)个动力总成-副车架悬置的坐标[x12j y12j z12j];
本实施例中,动力总成与副车架间的悬置个数为3个,即N12=3,j=1,2,3。且:
设定副车架与车身间的悬置个数为N2,在副车架质心坐标系o2-x2y2z2下,按照x2方向对副车架-车身悬置编号,记为第k(k=0,1,...,N2)个副车架-车身悬置;以第k个副车架-车身悬置的弹性中心为原点,由悬置弹性主轴方向决定悬置局部坐标系坐标轴方向,建立悬置局部坐标系以第k个副车架-车身悬置弹性中心为原点,由副车架质心坐标系 o2-x2y2z2各坐标轴方向决定悬置全局坐标系坐标轴方向,从而建立悬置全局坐标系 o2k-u2kv2kw2k;
在副车架质心坐标系o2-x2y2z2下,获得第k(k=0,1,...,N2)个副车架-车身悬置的坐标 [x2k y2k z2k];
步骤3.1-3.2中各悬置坐标定义为悬置各弹性主轴交点的坐标。各局部坐标系的各坐标轴方向由悬置弹性主轴决定。
本实施例中,副车架与车身间的悬置个数为4个,即N2=4,k=1,2,3,4。且:
步骤3.4:根据步骤3.1和步骤3.2建立建立动力总成-副车架悬置系统复刚度矩阵K。
e12j为第j个动力总成-副车架悬置弹性中心在动力总成质心坐标系o1-x1y1z1下的位置矢量,E12j为e12j的斜对称矩阵。e21j为第j个动力总成-副车架悬置弹性中心在副车架质心坐标系o2-x2y2z2下的位置矢量,E21j为e21j的斜对称矩阵。
上式中,
x12j、y12j、z12j代表e12j的坐标值,e12j为第j个动力总成-副车架悬置弹性中心在动力总成质心坐标系o1-x1y1z1下的位置矢量,即动力总成-副车架悬置在动力总成质心坐标下的坐标,x21j、y21j、z21j代表e21j的坐标值,e21j为第j个动力总成-副车架悬置弹性中心在副车架质心坐标系o2-x2y2z2下的位置矢量,即动力总成-副车架悬置在副车架质心坐标系下的坐标。
本实施例中,E12j,E21j具体取值如下:
步骤4:当是路面位移激励时,计算路面位移激励引起的对于动力总成和副车架的力和力矩Fg(t);当是动力总成激励,计算动力总成扭矩激励引起的对于动力总成和副车架的力和力矩F(t)。
当是动力总成激励,F(t)=[0 0 0 0 300 0 0 0 0 0 0 0]T时域中为脉冲,则傅里叶变换后在频域内为常量。仍表示为:
F(jω)=[0 0 0 0 300 0 0 0 0 0 0 0]T,但时域频域表达式含义不同。
当路面有垂直脉冲位移激励zg(t)时,设与车身相连的悬置悬下点的位移与路面的激励位移相同,则动力总成-车身悬置的悬下点在其全局坐标系下有脉冲激励位移 Xxig=[0 0 0.001]T,副车架-车身悬置的悬下点在其全局坐标系下有脉冲激励位移 X2kg=[00 0.001]T。则
其中,
x2k、y2k、z2k代表代表e2k的坐标值,e2k为第k个副车架-车身悬置弹性中心在副车架质心坐标系o2-x2y2z2下的位置矢量,即可以认为是副车架-车身悬置在副车架质心坐标系下的坐标。
e1i为第i个动力总成-车身悬置弹性中心在动力总成质心坐标系o1-x1y1z1下的位置矢量, E1i为e1i的斜对称矩阵。e2k为第k个副车架-车身悬置弹性中心在副车架质心坐标系 o2-x2y2z2下的位置矢量,E2k为e2k的斜对称矩阵。
本实施例中,E2k的具体取值如下:
因本实施例中没有动力总成-车身悬置,所以E1i是零矩阵。
步骤5:根据公式q(jω)=(-Mω2+K)-1(F(jω)+Fg(jω))获得在动力总成质心坐标系 o1-x1y1z1下的动力总成-副车架悬置系统的动力总成质心位移频响特性和在副车架质心坐标系o2-x2y2z2下的副车架质心位移频响特性。其中,q(jω)为动力总成和副车架质心位移频响函数,M为动力总成-副车架质量矩阵,K为动力总成-副车架悬置系统复刚度矩阵。F(jω)为作用在动力总成和副车架上的外力和外力矩,ω=2πf,f为自然频率,Fg(jω)为路面激励力 Fg(t)的傅里叶变换结果。
如果是动力总成激励,将会产生F(jω),如果是路面位移激励,则将产生Fg(jω)。即当为动力总成激励时,只有F(jω),Fg(jω)=0;当为路面位移激励时,只有Fg(jω),F(jω)=0,根据不同的激励形式将不同的值代入上面频响特性公式中。
(1)本实施例中,当为动力总成扭矩激励时,得到的动力总成质心平动位移频响如图2 (a)所示,动力总成转动位移幅频响应如图2(b)所示,得到的副车架质心平动位移幅频响应如图3(a)所示,得到的副车架转动位移幅频响应如图3(b),其中,xt1、yt1、zt1分别为动力总成质心沿x1、y1、z1的平动位移,其中xr1、yr1、zr1分别为动力总成质心绕x1、y1、z1的转动位移,x1、y1、z1分别为动力总成质心坐标系o1-x1y1z1的三个坐标轴。其中xt2、yt2、 zt2分别为副车架质心沿x2、y2、z2的平动位移,其中xr2、yr2、zr2分别为副车架质心绕x2、y2、z2的转动位移,x2、y2、z2分别为副车架质心坐标系o2-x2y2z2的三个坐标轴。动力总成和副车架位移频响是悬置生产厂家非常关心的参数,依据该参数判断悬置系统的隔振效果。
此时,本实施例中,F(jω)=[0 0 0 0 300 0 0 0 0 0 0 0]T
(2)本实施例中,当为路面位移激励时,得到的动力总成质心平动位移幅频响应如图 6(a)所示,得到的动力总成转动位移幅频响应如图6(b)所示,得到的副车架质心平动位移幅频响应如图7(a)所示,得到的副车架转动位移幅频响应如图7(b)所示。
步骤6:计算悬置动反力频响特性,得到悬置动反力频响特性。悬置动反力频响特性包括动力总成-车身悬置的动反力频响特性、副车架-车身悬置动反力频响特性和动力总成-副车架悬置的动反力频响特性。
本实施例中,通过该公式分别得到各个副车架-车身悬置在路面位移激励下的动反力幅频响应如图9(a)-图9(d)。本实施例中共有4个副车架-车身悬置,图9(a)-图9(d)分别说明4个副车架-车身悬置在其全局坐标系三个坐标轴方向的动反力。其中,u2k、v2k、w2k即表示第k 个副车架-车身悬置在其全局坐标系o2k-u2kv2kw2k三个坐标轴方向上的动反力。
悬置设计时,多会关注动反力峰值,通过改变悬置刚度等参数,减小动反力峰值,以便提高悬置寿命以及乘坐舒适性等。而本申请给出了计算动反力的方法,即基于该方法有针对性地优化悬置参数以便减小悬置动反力峰值,提高了实际悬置设计时的效率。
通过该公式(此时X2kg为零向量)分别得到各个副车架-车身悬置在动力总成激励下的动反力幅频响应如图5(a)-图5(d)所示。
(2)根据公式F1i=K1iE1iq1-K1iX1ig得到第i个动力总成-车身悬置分别在路面位移激励和动力总成激励下的动反力频响特性。当在路面位移激励时,X1ig=[0 0 0.001]T,当是动力总成激励时,X1ig为零向量。
本实施例中,由于没有设置动力总成-车身悬置,所以此时无需获得动力总成-车身悬置的动反力频响特性。
(3)根据公式F12j=K12jE12jq1-K12jE21jq2得到第j个动力总成-副车架悬置的动反力频响特性。
通过该公式可以得到在动力总成激励下的动力总成-副车架悬置的动反力,如图4(a)-(c),分别说明
还可以得到在路面激励下的动力总成-副车架悬置的动反力,如图8(a)-(c),分别说明3 个动力总成-副车架悬置在其全局坐标系三个坐标轴方向的动反力,其中,u12j、v12j、w12j即表示第j个动力总成-副车架悬置在其全局坐标系三个坐标轴方向的动反力。通过降低动力总成-副车架悬置动反力提高悬置寿命。
显然,本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例,而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种汽车动力总成-副车架悬置系统动态特性的计算方法,其特征在于,包含以下步骤:
建立以动力总成质心位置为原点的坐标系o1-x1y1z1,收集动力总成惯性参数,并基于所述动力总成惯性参数建立动力总成质量矩阵M1;
建立副车架质心位置o2为原点的坐标系o2-x2y2z2,x2,y2,z2分别与x1,y1,z1平行,收集副车架惯性参数,并基于所述副车架惯性参数建立副车架质量矩阵M2;
根据所述动力总成质量矩阵M1和所述副车架质量矩阵M2建立动力总成-副车架质量矩阵M;
获取动力总成-车身悬置的复刚度矩阵安装位置及方向余弦矩阵A1i,获取动力总成-副车架悬置的复刚度矩阵安装位置及方向余弦矩阵A12j,获取副车架-车身悬置的复刚度矩阵安装位置及方向余弦矩阵A2k;根据前述各参数建立动力总成-副车架悬置系统复刚度矩阵K;
当为路面位移激励时,计算路面位移激励引起的对于动力总成和副车架的力和力矩Fg(t);当为动力总成激励时,计算动力总成扭矩激励引起的对于动力总成和副车架的力和力矩F(t);
根据公式q(jω)=(-Mω2+K)-1(F(jω)+Fg(jω))计算得到动力总成质心位移幅频特性和副车架质心位移幅频特性,其中K为动力总成-副车架悬置系统复刚度矩阵,F(jω)为作用在动力总成和副车架上的外力和外力矩,为动力总成激励力F(t)的傅里叶变换结果,ω=2πf,f为自然频率,Fg(jω)为路面激励力Fg(t)的傅里叶变换结果;
根据公式F1i=K1iE1iq1-K1iX1ig得到第i个动力总成-车身悬置动反力频响特性,根据公式F2k=K2kE2kq2-K2kX2kg得到第k个副车架-车身悬置的动反力频响特性,其中,q1为动力总成质心位移频响特性,K1i为第i个动力总成-车身悬置在其全局坐标系下的复刚度矩阵,q2为副车架质心位移频响特性,K2k为第k个副车架-车身悬置在其全局坐标系下的复刚度矩阵。
动力总成上的悬置总个数记为N1,动力总成与副车架间的悬置个数为N12,在动力总成质心坐标系o1-x1y1z1下,按照x1方向对动力总成-车身悬置编号,记为第i(i=0,1,…,N1-N12)个动力总成-车身悬置;以第i个动力总成-车身悬置的弹性中心为原点,由悬置弹性主轴方向决定悬置局部坐标系坐标轴方向,建立悬置局部坐标系以第i个动力总成-车身悬置弹性中心为原点,由动力总成质心坐标系o1-x1y1z1各坐标轴方向决定悬置全局坐标系坐标轴方向,从而建立悬置全局坐标系o1i-u1iv1iw1i;
在动力总成质心坐标系o1-x1y1z1下,获得第i(i=0,1,...,N1-N12)个动力总成-车身悬置的坐标[x1i y1i z1i];
动力总成上的悬置总个数记为N1,在动力总成质心坐标系o1-x1y1z1下,按照x1方向对动力总成-副车架悬置编号,记为第j(i=0,1,…,N12)个动力总成-副车架悬置,以第j个动力总成-副车架悬置的弹性中心为原点,由悬置弹性主轴方向决定悬置局部坐标系坐标轴方向,建立悬置局部坐标系以第j个动力总成-副车架悬置弹性中心为原点,由动力总成质心坐标系o1-x1y1z1各坐标轴方向决定悬置全局坐标系坐标轴方向,从而建立悬置全局坐标系o12j-u12jv12jw12j;
在动力总成质心坐标系o1-x1y1z1下,获得第j(i=0,1,...,N12)个动力总成-副车架悬置的坐标[x12j y12j z12j];
设定副车架与车身间的悬置个数为N2,在副车架质心坐标系o2-x2y2z2下,按照x2方向对副车架-车身悬置编号,记为第k(k=0,1,...,N2)个副车架-车身悬置;以第k个副车架-车身悬置的弹性中心为原点,由悬置弹性主轴方向决定悬置局部坐标系坐标轴方向,建立悬置局部坐标系以第k个副车架-车身悬置弹性中心为原点,由副车架质心坐标系o2-x2y2z2各坐标轴方向决定悬置全局坐标系坐标轴方向,从而建立悬置全局坐标系o2k-u2kv2kw2k;
在副车架质心坐标系o2-x2y2z2下,获得第k(k=0,1,…,N2)个副车架-车身悬置的坐标[x2k y2k z2k];
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