二自由度系統(tǒng)仿真

1、二自由度系統(tǒng)仿真?zhèn)鹘y(tǒng)的四軸客車的初始參數(shù)： 軸箱數(shù) 4*2=8個 搖枕數(shù)：2個 二系剛度 以及阻尼：2*2=4側(cè)序號參數(shù)名符號數(shù)值單位1橫向剛度Kpy5.0MN/m一系橫向總剛度Kpy*8=K1y=402垂向剛度Kpz2.0MN/m一系垂向總剛度Kpz*8=K1z=163垂向阻尼Cpz15KNs /m一系橫向總阻尼Cpz*8=C1z=1204搖枕一側(cè)垂直剛度Ksz0.8MN/m二系垂向總剛度Ksz*4=K2z=3.25搖枕一側(cè)橫向剛度Ksy0.3MN/m二系橫向總剛度Ksy*4=K2y=1.26垂直阻尼Csz50KNs /m二系垂向總阻尼Csz*4=C2z=2007橫向阻尼Csy30KNs/m

2、二系橫向總阻尼Csy*4=C2y=1208車體質(zhì)量Me24000Kg車體質(zhì)量Me=240009構(gòu)架質(zhì)量Mt3000kg總構(gòu)架質(zhì)量2Mt=6000原模型圖： 垂向圖 橫向4ksy、4csy4ksz、4csz8kpz、8cpz8kpy 簡化圖(簡化為二自由度系統(tǒng))： 建立數(shù)學(xué)模型方程：垂直： MeZ+4Csz(Z-Z1)+4Ksz(Z-Z1)=02MtZ1+4Csz(Z1-Z)+4Ksz(Z1-Z)+8kPZ(Z1-zm)+8CPZ(Z1-zm)=0橫向： MeY+4Csz(Y-Y1)+4Ksz(Y-Y1)=02MtY1+4csy(Y1-Y)+4Ksy(Y1-Y)+8kPy(Y1-ym)=0將激勵

3、分離 ym=ym1+ym2+ym3+ym44 zm=zm1+zm2+zm3+zm44并寫成矩陣形式垂向：Me002MtZZ1 +4CSZ-4CSZ-4CSZ4CSZ+8CPZZZ1 +4KSZ-4KSZ-4KSZ4KSZ+8KPZZZ1 =08KpzZm+8CpzZm 橫向：Me002MtYY1 +4CSy-4CSy-4CSy4CSyYY1 +4KSY-4KSY-4KSY4KSY+8KPYYY1=08Kpzym 垂直方向或橫向振動都滿足方程m100m2ZZ1 +C11C12C21C22ZZ1 +K11K12K21K22ZZ1 =0C22-C11*Zm+K22-K11*Zm K11-w2M1+j

4、*w*C11j*w*C12+K12j*w*C21+K21K22-w2M2+j*w*C22Z(w)Z1(w)=0(C22-C11*j*w+(K22-K11)*Zm(w)化簡：Z(w)Z1(w) = K22-w2M2+j*w*C22-j*w*C12-K12-j*w*C21-K21K11-w2M1+j*w*C11K11-w2M1+j*w*C11K22-w2M2+j*w*C22-j*w*C12+K12j*w*C21+K21*0C22-C11*j*w+K22-K11*Zm(w) 將其寫成寫成傳遞函數(shù)的形式A=K11-w2M1+j*w*C11*K22-w2M2+j*w*C22-j*w*C12+K12*j*

5、w*C21+K21Z=-j*w*C12-K12*(C22-C11*j*w+(K22-K11)AZmZ1=K11-w2M1+j*w*C11*(C22-C11*j*w+(K22-K11)AZmY方向的振動式同上由此編制程序計算原參數(shù)計算結(jié)果：程序代碼;m=24000,3000*2;kz=2,0.8;ky=5,0.3;cz=15,50;cy=0,30;Mz,Cz,Kz=create_MCK(m,cz,kz);My,Cy,Ky=create_MCK(m,cy,ky);Wnz=getWn(Mz,Kz)Wny=getWn(My,Ky)Z,Z1,Za,Z1a,w=transfer_funVertical(M

6、z,Cz,Kz);Y,Y1,Ya,Y1a,w=transfer_funVertical(My,Cy,Ky);對于原參數(shù)所計算得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行作圖垂向頻響函數(shù)橫向頻響函數(shù)探究參數(shù)對于頻響函數(shù)的影響：編制程序：程序界面如下：得到的有關(guān)結(jié)論：說明在此我僅僅對于車體的垂向位移頻響函數(shù)以及加速度頻響函數(shù)進(jìn)行討論變化的參數(shù)實(shí)驗(yàn)變化范圍對于車輛垂向位移傳遞函數(shù)的影響對于車輛垂向加速度傳遞函數(shù)的影響一系剛度kpz(2MN/m)（0-5）一系剛度上升，第一階固有頻率諧振峰值下降；第二階固有頻率沒有峰值，基本已緩和，但隨著一系剛度增加有抬升的趨勢一系剛度上升，第二階固有頻率處的諧振峰值上升，且上升得很快；第一階固有

7、頻率處的諧振峰值變化不大一系阻尼cpz(15KN*s/m)（0-30）一系阻尼上升，會使第一階固有頻率處的諧振峰值下降一系阻尼上升，會使第二階固有頻率以上的頻率的傳遞系數(shù)大幅增加，會使系統(tǒng)隔離沖擊振動的能力下降二系剛度ksz(0.8MN/m)（0-2）二系剛度上升，會使第一階固有頻率處的諧振峰值上升；第二階固有頻率處的傳遞系數(shù)下降二系剛度上升，會使第一階級固有頻率處的傳遞系數(shù)上升，并且第二階固有頻率處的傳遞系數(shù)也會上升。二系剛度可以改小一些，但要考慮到位移范圍二系阻尼csz(50KN*s/m)（0-100）二系阻尼上升，會使第一階固有頻率處的傳遞系數(shù)下降，但是他處的傳遞系數(shù)會上升，但是上升的不多二系阻尼上升，在4Hz-12Hz的傳遞系數(shù)會大度上升其變化的實(shí)質(zhì)與能量的儲藏分配以及振動能量的消耗分配有關(guān)。如果能量不能再高頻部分消耗，則會集中在低頻部分，反之亦然。由于考慮到評價車體穩(wěn)定程度的指標(biāo)為為加速度，并且希望其能使低頻部分的傳遞系數(shù)下降。那么選擇參數(shù)優(yōu)先考慮車輛垂向加速度傳遞函數(shù)的低頻性能（即0-50rad/s）。（人體在垂向的敏感頻率為4-8Hz，32rad/s-50rad/s）根據(jù)推薦的優(yōu)化方向，即在總靜撓度不變的情況下，撓度的分配比為7:3（2.333）左右，二系的阻尼比為0.2-0.3。根據(jù)此要求，我在界面上增加了控件。這樣，一系剛度大致取為1.28