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搖枕一側垂直剛度Ksz0.8MN/m二系垂向總剛度Ksz*4=K2z=3.25搖枕一側橫向剛度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車體質量Me24000Kg車體質量Me=240009構架質量Mt3000kg總構架質量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：得到的有關結論：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)進行討論變化的參數(shù)實驗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質與能量的儲藏分配以及振動能量的消耗分配有關。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