工程车辆橡胶悬架系统的非线性动力学特性-东南大学学报.pdf

第３７卷第６期 东南大学学报（自然科学版） Ｖｏｌ３７Ｎｏ６ 　 ２００７年１１月 ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＳＯＵＴＨＥＡＳＴＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＥｄｉｔｉｏｎ） 　 Ｎｏｖ．２００７ 　　　　　　 工程车辆橡胶悬架系统的非线性动力学特性 孙蓓蓓　周长峰　张晓阳　孙庆鸿 （东南大学机械工程学院，南京２１１１８９） 摘要：为深入研究工程车辆橡胶悬架的非线性动力学特性，提高车辆的行驶平顺性，建立了车辆两 自由度动力学模型及包含悬架刚度立方非线性的运动微分方程，采用多尺度法和李亚普诺夫一阶 近似理论求解系统的幅频响应特性、稳定性及其判定．通过数值仿真，获得了主共振和内共振条件 下的非线性橡胶悬架系统在不同刚度参数时的幅频响应、转迁集与分岔．结果表明非线刚度参数对 车辆系统幅频响应曲线弯曲程度、共振区大小及稳定区域的有很大影响．根据所获得的规律，合理 地选择悬架的刚度参数，可以避开系统可能出现的内共振及跳跃等不稳定现象，从而有效地控制车 辆的振动． 关键词：工程车辆；橡胶悬架；非线性；动力学；稳定性；分岔 中图分类号：Ｏ３４３３；Ｕ２６０　　文献标识码：Ａ　　文章编号：１００１－０５０５（２００７）０６０９７４０６ Ｎｏｎｌｉｎｅａｒｄｙｎａｍｉｃｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｒｕｂｂｅｒｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ ｏｆｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｖｅｈｉｃｌｅ ＳｕｎＢｅｉｂｅｉ　 ＺｈｏｕＣｈａｎｇｆｅｎｇ　 ＺｈａｎｇＸｉａｏｙａｎｇ　 ＳｕｎＱｉｎｇｈｏｎｇ （ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＳｏｕｔｈｅａｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１１１８９，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏａｓｃｅｒｔａｉｎｔｈｅｎｏｎｌｉｎｅａｒｄｙｎａｍｉｃｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｔｈｅｒｕｂｂｅｒｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎｏｆｃｏｎ ｓｔｒｕｃｔｉｏｎｖｅｈｉｃｌｅ，ａｔｗｏＤＯＦ（ｄｅｇｒｅｅｏｆｆｒｅｅｄｏｍ）ｄｙｎａｍｉｃｅｑｕａｔｉｏｎｗｉｔｈｃｕｂｉｃｎｏｎｌｉｎｅａｒｓｔｉｆｆｎｅｓｓ ｗａｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ．Ｔｈｅａｍｐｌｉｔｕｄｅｆｒｅｑｕｅｎｃｙｒｅｓｐｏｎｓｅｗａｓｏｂｔａｉｎｅｄｂｙｔｈｅｍｅｔｈｏｄｏｆｍｕｌｔｉｐｌｅｓｃａｌｅｓ． ＴｈｅｓｔａｂｉｌｉｔｙｏｆｔｈｅｎｏｎｌｉｎｅａｒｒｕｂｂｅｒｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎｓｙｓｔｅｍｗａｓａｎａｌｙｚｅｄｂｙａｄｏｐｔｉｎｇＬｉａｐｕｎｏｖｆｉｒｓｔａｐ ｐｒｏｘｉｍａｔｉｏｎｔｈｅｏｒｙ．Ｖｉａｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ，ｔｈｅｎｏｎｌｉｎｅａｒｄｙｎａｍｉｃｂｅｈａｖｉｏｒｏｆｔｈｅｒｕｂｂｅｒｓｕｓｐｅｎ ｓｉｏｎｕｎｄｅｒｔｈｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｏｆｍａｓｔｅｒｒｅｓｏｎａｎｃｅａｎｄｉｎｔｅｒｎａｌｒｅｓｏｎａｎｃｅｗａｓａｃｑｕｉｒｅｄ．Ｔｈｅｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｂｅｔｗｅｅｎｓｔｉｆｆｎｅｓｓｐａｒａｍｅｔｅｒｓａｎｄｓｙｓｔｅｍｒｅｓｐｏｎｓｅ，ｂｉｆｕｒｃａｔｉｏｎａｎｄｔｒａｎｓｉｔｉｏｎｓｅｔｓｏｆｔｈｅｓｙｓｔｅｍｗｅｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ．Ｔｈｅａｃｑｕｉｒｅｄｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｓｔｉｆｆｎｅｓｓｐａｒａｍｅｔｅｒｓｓｈｏｕｌｄｂｅｃｈｏｓｅｎｐｒｏｐｅｒｌｙｗｈｅｎｏｐｔｉｍｉ ｚｉｎｇｔｈｅｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎｓｙｓｔｅｍ，ｓｏｔｈａｔｔｈｅｉｎｓｔａｂｉｌｉｔｙｏｆｒｕｂｂｅｒｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎｓｙｓｔｅｍｕｎｄｅｒｓｏｍｅｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｃａｎｂｅａｖｏｉｄｅｄａｎｄｔｈｅｖｉｂｒａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｖｅｈｉｃｌｅｃａｎｂｅｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｖｅｈｉｃｌｅ；ｒｕｂｂｅｒｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ；ｎｏｎｌｉｎｅａｒ；ｄｙｎａｍｉｃｓ；ｓｔａｂｉｌｉｔｙ；ｂｉｆｕｒｃａｔｉｏｎｓ 　　为使工程车辆在空载至满载的不同载荷状态下