论文部分内容阅读
[摘 要]为了在汽车的振动分析中推行虚拟激励法，使用最容易理解的形式对虚拟激励法进行解释。本文主要虚拟激励法的基本理论以及其在汽车振动分析中的运用。
[关键词]汽车振动分析；基础理论；虚拟激励法
中图分类号：U461 文献标识码：A 文章編号：1009-914X（2017）16-0398-01
引言 汽车在路面上前进，凹凸不平的路面会造成汽车的震动也处于随机的改变中。这种振动对汽车正常行驶会产生一定的作用，而汽车的平顺行驶是汽车最关键的性能之一，所以汽车随机的振动对汽车的平顺行驶有极其重要的作用。最初的研究是使用傅里叶的分析探讨方式对汽车的平顺性进行研究，而且这种方式已经相当完善，但这种方法在运用过程中极其复杂，难于推导，一方面要进行汽车振动体系的频数反映特征，另一方面还要进行汽车回应量频数的频数回应特征。虚拟激励法初创于我国，它主要是用于分析结构体系随机振动的新型方式，世俱杯理论研究和工程使用前途的革新性结果[1]。本文的探讨主要是以工程的使用为其前提，对虚拟激励法进行探讨和叙述。
一、虚拟激励法的基础理论
1、虚拟激励法的理论依据
针对线性系统，频率相应特征主要是表现系统在一定范围内变化特征的函数，显示的是系统输出与激励输进之间的联系，属于频次的函数。
3、对虚拟激励法基础式子的解释
把二式和三式带入（3）～（5）式中，得出的最终结果即为传统的单点鼓励以及单点回应功率谱密度公式，也表明了（3）～（5）是正确的。不过（3）～（5）的左侧是实际响应自功率谱密度和实际响应与实际鼓励对应的互功率谱密度。右侧代表的不是实际的回应与鼓励。而是真实的响应与真实的激励的虚拟表达方法。这种方式不影响真实响应以及真实激励的实际表达方式的限制和作用，所以式（3）～（5）最关键的意义是：在知道真实激励的功率谱密度前提下，不论真实鼓励与真实回应的变现方式怎样或者多么繁杂，都能够通过虚拟激励以及虚拟响应夺取与之对应的真实响应和真实激励的功率谱密度[3]。使用虚拟激励法获取虚拟响应，接的实际响应的自功率谱密度、真实激励和真实响应互功率谱密度，这种方式叫做平稳随机振动的虚拟激励法，简单来讲就是虚拟激励法。
所以，虚拟激励法的自功率谱密度是于实际激鼓励励相对的，获得的实际响应的自功率谱密度、实际激励以及实际响应的互功率谱密度同时是于实际鼓励的自功率谱密度相对，不存在简化的过程。
二、虚拟激励法在汽车振动分析中的运用
1、系统力学和数学模型
1/2汽车四自由度系统就是依据车身的前后以及垂直运动的创建的，体现出汽车基础的行驶特征。所以选择这种系统作为研究的主体，分析虚拟激励法在汽车振动分析中的使用。
2、系统频率响应特征的推理和转变
针对于多自由度体系，它的频次回应特征是响应向量与激励向量的复数的比。1/2汽车四自由度体系，是两点鼓励和四点回应的振动问题，它最后可以转变为单点鼓励和四点回应的问题，其转变后的系统频率响应的特征是。该种方式傅里叶分析方式得出的结果是一致的。但这种方式与傅里叶没有关联，使用的是虚拟激励法的基础理论，然后对其进行简化与推导。
3、行驶平顺性分析的系统振动响应量
在对汽车行驶平顺性实施研究时，通常将车身竖直方向上的加速度、轮胎的相对动载以及悬架动绕度作为汽车行驶平顺性研究的系统振动响应指标[4]。对于该体系而言，车身的竖直方向的加速度为Z1（t）。
4、系统振动响应量功率谱密度的算法
汽车在路上运动的过程中，因为路面的不平稳带来的激励是具备统计特征的随机行为，所以要明确系统振动响应量的功率谱密度，研讨汽车受路面激励出现的随机振动。
结语 依据基本理论、基础公式，还包括基础公式的解释，对虚拟激励法的基础理论实施论述，一方面利于在理论方面解释虚拟激励法，另一方面也利于在实际中运用虚拟激励法。根据虚拟激励法，建构出单点的虚拟激励路面激励，导出思量汽车前轮与后轮的双电的虚拟路面激励的表达，把汽车的前轮与后轮的两个激励作用问题装变为宏观的单点激励问题，极大的简化了该问题[5]。即使虚拟激励法的最终结果与傅里叶一致，但两个推导过程是没有联系的，虚拟激励法的关键是系统的频率响应特征。虚拟激励法是傅里叶分析方法更为容易的一种方式，具有大范围推行的价值和意义。
参考文献：
[1] 秦玉英，陈湦林，涂俊波，赵庆宇.复模态与虚拟激励下的汽车随机振动分析[J].现代制造工程，2015，（07）：61-65.
[2] 赵岩，李明武，林家浩，钟万勰. 陀螺系统随机振动分析的辛本征展开方法[J].应用数学和力学，2015，（05）：449-459.
[3] 韦凯，杨帆，王平，张攀.扣件胶垫刚度频变的车辆-轨道耦合时变随机振动扩展辛分析[J].工程力学，2016，（12）：232-240.
[4] 王文竹.三轴重型汽车行驶平顺性理论分析建模与仿真方法的新探索及应用[D].吉林大学，2016.
[5] 牛蒙.基于SiPESC的随机振动虚拟激励法软件设计与研发[D].大连理工大学，2016.
[关键词]汽车振动分析；基础理论；虚拟激励法
中图分类号：U461 文献标识码：A 文章編号：1009-914X（2017）16-0398-01
引言 汽车在路面上前进，凹凸不平的路面会造成汽车的震动也处于随机的改变中。这种振动对汽车正常行驶会产生一定的作用，而汽车的平顺行驶是汽车最关键的性能之一，所以汽车随机的振动对汽车的平顺行驶有极其重要的作用。最初的研究是使用傅里叶的分析探讨方式对汽车的平顺性进行研究，而且这种方式已经相当完善，但这种方法在运用过程中极其复杂，难于推导，一方面要进行汽车振动体系的频数反映特征，另一方面还要进行汽车回应量频数的频数回应特征。虚拟激励法初创于我国，它主要是用于分析结构体系随机振动的新型方式，世俱杯理论研究和工程使用前途的革新性结果[1]。本文的探讨主要是以工程的使用为其前提，对虚拟激励法进行探讨和叙述。
一、虚拟激励法的基础理论
1、虚拟激励法的理论依据
针对线性系统，频率相应特征主要是表现系统在一定范围内变化特征的函数，显示的是系统输出与激励输进之间的联系，属于频次的函数。
3、对虚拟激励法基础式子的解释
把二式和三式带入（3）～（5）式中，得出的最终结果即为传统的单点鼓励以及单点回应功率谱密度公式，也表明了（3）～（5）是正确的。不过（3）～（5）的左侧是实际响应自功率谱密度和实际响应与实际鼓励对应的互功率谱密度。右侧代表的不是实际的回应与鼓励。而是真实的响应与真实的激励的虚拟表达方法。这种方式不影响真实响应以及真实激励的实际表达方式的限制和作用，所以式（3）～（5）最关键的意义是：在知道真实激励的功率谱密度前提下，不论真实鼓励与真实回应的变现方式怎样或者多么繁杂，都能够通过虚拟激励以及虚拟响应夺取与之对应的真实响应和真实激励的功率谱密度[3]。使用虚拟激励法获取虚拟响应，接的实际响应的自功率谱密度、真实激励和真实响应互功率谱密度，这种方式叫做平稳随机振动的虚拟激励法，简单来讲就是虚拟激励法。
所以，虚拟激励法的自功率谱密度是于实际激鼓励励相对的，获得的实际响应的自功率谱密度、实际激励以及实际响应的互功率谱密度同时是于实际鼓励的自功率谱密度相对，不存在简化的过程。
二、虚拟激励法在汽车振动分析中的运用
1、系统力学和数学模型
1/2汽车四自由度系统就是依据车身的前后以及垂直运动的创建的，体现出汽车基础的行驶特征。所以选择这种系统作为研究的主体，分析虚拟激励法在汽车振动分析中的使用。
2、系统频率响应特征的推理和转变
针对于多自由度体系，它的频次回应特征是响应向量与激励向量的复数的比。1/2汽车四自由度体系，是两点鼓励和四点回应的振动问题，它最后可以转变为单点鼓励和四点回应的问题，其转变后的系统频率响应的特征是。该种方式傅里叶分析方式得出的结果是一致的。但这种方式与傅里叶没有关联，使用的是虚拟激励法的基础理论，然后对其进行简化与推导。
3、行驶平顺性分析的系统振动响应量
在对汽车行驶平顺性实施研究时，通常将车身竖直方向上的加速度、轮胎的相对动载以及悬架动绕度作为汽车行驶平顺性研究的系统振动响应指标[4]。对于该体系而言，车身的竖直方向的加速度为Z1（t）。
4、系统振动响应量功率谱密度的算法
汽车在路上运动的过程中，因为路面的不平稳带来的激励是具备统计特征的随机行为，所以要明确系统振动响应量的功率谱密度，研讨汽车受路面激励出现的随机振动。
结语 依据基本理论、基础公式，还包括基础公式的解释，对虚拟激励法的基础理论实施论述，一方面利于在理论方面解释虚拟激励法，另一方面也利于在实际中运用虚拟激励法。根据虚拟激励法，建构出单点的虚拟激励路面激励，导出思量汽车前轮与后轮的双电的虚拟路面激励的表达，把汽车的前轮与后轮的两个激励作用问题装变为宏观的单点激励问题，极大的简化了该问题[5]。即使虚拟激励法的最终结果与傅里叶一致，但两个推导过程是没有联系的，虚拟激励法的关键是系统的频率响应特征。虚拟激励法是傅里叶分析方法更为容易的一种方式，具有大范围推行的价值和意义。
参考文献：
[1] 秦玉英，陈湦林，涂俊波，赵庆宇.复模态与虚拟激励下的汽车随机振动分析[J].现代制造工程，2015，（07）：61-65.
[2] 赵岩，李明武，林家浩，钟万勰. 陀螺系统随机振动分析的辛本征展开方法[J].应用数学和力学，2015，（05）：449-459.
[3] 韦凯，杨帆，王平，张攀.扣件胶垫刚度频变的车辆-轨道耦合时变随机振动扩展辛分析[J].工程力学，2016，（12）：232-240.
[4] 王文竹.三轴重型汽车行驶平顺性理论分析建模与仿真方法的新探索及应用[D].吉林大学，2016.
[5] 牛蒙.基于SiPESC的随机振动虚拟激励法软件设计与研发[D].大连理工大学，2016.