防撞车出租， 防撞车租赁， 防撞车出租公司   防撞车十五自由度动力学建模与仿真方法？  坐标轴建立：建立防撞车十五自由度动力学模型，该模型综合考虑路面和动力总成的激励，并将该轻型卡车座椅、人体、发动机四个悬置、各个悬架、车轮的刚度与阻尼涵盖其中。可以看到，该防撞车十五模型中是在动力总成6自由度模型的基础上，加入车身3自由度（垂向、侧倾、俯仰）模型、4个簧下质量在垂向的自由度模型、座椅垂向的1个自由度模型和人体垂向的1个自由度模型而组成的。 

 

 

     动力总成坐标轴𝑂−𝑋𝑝𝑌𝑝𝑍𝑝原点定义为汽车动力总成质心，z轴正方向为垂直向上，x轴平行于曲轴，其正方向指向飞轮，则y轴可根据右手螺旋定力确定。车身坐标轴𝑂−𝑋𝑏𝑌𝑏𝑍𝑏原点定义为车身质心位置，其各坐标轴方向平行于发动机各坐标轴。簧下质量坐标轴𝑂𝑗−𝑋𝑢𝑗𝑌𝑢𝑗𝑍𝑢𝑗（j=1,2,3,4，分别表示左前轮，右前轮，左后轮，右后轮）原点定义为各簧下质量质心处，其各坐标轴方向平行于发动机各坐标轴。座椅坐标轴𝑂−𝑋𝑑𝑌𝑑𝑍𝑑原点定义为座椅质心位置，其各坐标轴方向平行于发动机各坐标轴。人体坐标轴𝑂ℎ−𝑋ℎ𝑌ℎ𝑍ℎ原点定义为人体质心位置，其各坐标轴方向平行于发动机各坐标轴。防撞车坐标系𝑂−𝑋𝑜𝑌𝑜𝑍𝑜原点定义为防撞车质心位置，各坐标轴方向也平行于发动机相对应各坐标轴。 

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    在防撞车𝑂−𝑋𝑜𝑌𝑜𝑍𝑜坐标系下，悬置i的弹性中心在动力总成𝑂−𝑋𝑝𝑌𝑝𝑍𝑝坐标系下的位置矢量𝒓𝑖𝑝和在车身𝑂−𝑋𝑏𝑌𝑏𝑍𝑏坐标系下的位置矢量𝒓𝑖𝑏可表示为：𝒓𝑖𝑝=𝒓𝑖−𝒓𝑝𝑐𝑔。𝒓𝑖𝑏=𝒓𝑖−𝒓𝑏𝑐𝑔中：𝒓𝑖——悬置i弹性中心位置矢量； 𝒓𝑐𝑔——动力总成质心位置矢量；𝒓𝑐𝑔——车身质心位置矢量。 在防撞车𝑂−𝑋𝑜𝑌𝑜𝑍𝑜坐标系下，悬架j与车身的各连接点在车身𝑂−𝑋𝑏𝑌𝑏𝑍𝑏坐标系下的位置矢量𝒓𝑗𝑏可表示为：𝒓𝑗𝑏=𝒓𝑗−𝒓𝑏𝑐𝑔 𝒓𝑗——悬架j与车身的连接点位置矢量。 在防撞车𝑂−𝑋𝑜𝑌𝑜𝑍𝑜坐标系下，座椅与车身的连接点在车身𝑂−𝑋𝑏𝑌𝑏𝑍𝑏坐标系下的位置矢量𝒓𝑏可表示为：𝒓𝑏=𝒓−𝒓𝑏𝑐𝑔 (4.27) 式中：𝒓——座椅与车身的连接点位置矢量。 悬置i在i所在的坐标系𝑜−𝑢𝑖𝑣𝑖𝑤𝑖下的刚度矩阵𝒌和阻尼矩阵𝒄分别为：𝒌=[𝑘𝑖0 00𝑘𝑖00 0𝑘𝑖]𝒄=[𝑐𝑖0 00𝑐𝑖000𝑐𝑖]中：𝑘𝑖，𝑘𝑖，𝑘𝑖——分别为悬置i在𝑜−𝑢𝑖𝑣𝑖𝑤𝑖坐标系下各方向的刚度； 𝑐𝑖，𝑐𝑖，𝑐𝑖——分别为悬置i在𝑜−𝑢𝑖𝑣𝑖𝑤𝑖坐标系下各方向的阻尼。 

    动力总成6自由度模型 ：动力总成6自由度模型由第二章所述。 悬置i在动力总成𝑂−𝑋𝑝𝑌𝑝𝑍𝑝坐标系下的刚度矩阵𝒌𝑖𝑝和阻尼矩阵𝒄𝑖𝑝分别为𝒌𝑖𝑝=𝑨𝑝𝑇𝒌𝑨𝑝。𝒄𝑖𝑝=𝑨𝑝𝑇𝒄𝑨𝑝式中：𝑨𝑝——从动力总成𝑂−𝑋𝑝𝑌𝑝𝑍𝑝坐标系到悬置i坐标系𝑜−𝑢𝑖𝑣𝑖𝑤𝑖的余弦矩阵。悬置i在动力总成𝑂−𝑋𝑝𝑌𝑝𝑍𝑝坐标系下受到的力𝑭𝑖𝑝为：𝑭𝑖𝑝=𝒌𝑖𝑝𝒅𝑖𝑝中：𝒅𝑖𝑝——悬置i在动力总成𝑂−𝑋𝑝𝑌𝑝𝑍𝑝坐标系中的形变； 其中， 𝒅𝑖𝑝=[𝑰−𝒓𝑖~𝑝]𝒒−[𝑰−𝒓𝑖~𝑏]𝒒∗中：——3×3的单位矩阵；𝒓𝑖~𝑝，𝒓𝑖~𝑏——分别为𝒓𝑖p，𝒓𝑖b的反对称矩阵；𝒒——动力总成质心𝑂在动力总成𝑂−𝑋𝑝𝑌𝑝𝑍𝑝坐标系下的位移矩阵𝒒=[𝑥𝑝𝑦𝑝𝑧𝑝𝛼𝑝𝛽𝑝𝛾𝑝]取车辆极限工况，额定转速3200 r/min，挡位为6挡，根据变速器挡位速比表可以计算得到此时车速为33.7 m/s，即121.4 km/h。根据实验室经验，半主动液压悬置存在限位要求，X/Y向限位±5 mm，Z向限位±10 mm，且初始预载位移不超过6 mm。因此在装车行驶中，发动机半主动液压悬置Z向形变不能超过4mm。 根据悬置限位要求，利用防撞车十五自由度模型联合随机路面Simulink模型进行仿真计算，可以得到半主动液压悬置硬模式下高频稳定段动刚度不能低于564 N/mm，并得到两个 软、硬模式下的悬置形变时域对比图可以看到，在高速巡航工况下，左前悬置与右前悬置其在软模式下的悬置形变将大于硬模式下，且可以看到软模式下悬置的最大形变超过了5mm，更是超过了车辆行驶时的悬置形变限定值4 mm；而硬模式下的悬置形变一直在规定范围内。 因此高速巡航工况下应采用大刚度、大阻尼的硬模式，可使悬置形变大大减小，可以更快速地衰减大振幅振动。因此此时应该选择电磁阀ON的硬模式状态，且其高频稳定段动刚度不能低于564 N/mm。

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