[发明专利]一种机理与数据联合驱动的运输振动建模方法

权利要求书

1.一种机理与数据联合驱动的运输振动建模方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一，在多体动力学模型基础上，引入随速度变化的路面不平整激励G_d、车轮非圆转动激励G_t、发动机非平衡转动激励G_m并结合车轮振动的结构传递函数H₁、悬架振动的结构传递函数H₂、车厢振动的结构传递函数H₃，形成从路面到车厢底板振动的主要激励源和传递关系的物理模型；

步骤二，获取振动数据，计算模型中的参数；输入参数为路面不平整激励G_d(n)、P₁、P₂、P₃、v、轮胎滚动半径R、发动机转速ω，分别计算路面不平整激励的时间频率f_r、车轮非圆转动激励的频率f_t、发动机非平衡转动激励的频率f_m，通过f_m和f_t识别出输入的振动加速度功率谱中车轮非圆转动激励和发动机非平衡转动激励的频带宽度，得出两类形状函数的半宽；将获取的振动数据中周期性激励频带宽度内的激励频段剔除；计算车轮振动的结构传递函数H₁、悬架振动的结构传递函数H₂、车厢振动的结构传递函数H₃，分别提取出车轮非圆转动激励G_t激励幅值A_t、发动机非平衡转动激励G_m的激励幅值A_m，来修正H₁修正完成后，对不同速度下周期性激励主要阶次的幅值进行拟合，拟合后计算其它速度下上述阶次周期性激励的幅值；

将路谱的空间频率转换为时间频率:

f_r＝n·v

式中，f_r为路面不平整激励的时间频率，n为空间频率，v为行驶速度；

计算车轮非圆转动频率:

f_t＝k·v/(2π·R)

式中，f_t为车轮非圆转动激励的频率，k为频率阶数，R为轮胎的滚动半径；

计算发动机非平衡转动频率:

f_m＝k·ω/60

利用f_m和f_t识别出实测振动加速度功率谱中两类周期性激励的频带宽度，确定出两类形状函数的半宽；其中P₁为轴头振动响应、P₂为车架振动响应、P₃为车厢振动响应，

步骤三，模型中的参数计算完成后、完成模型的建立；利用建立的模型对不同速度、不同路谱输入条件下的车辆轴头、车架和车厢底板的振动加速度功率谱密度进行预测。

2.根据权利要求1所述的一种机理与数据联合驱动的运输振动建模方法，其特征在于，所述的引入随速度变化的路面不平整激励G_d、车轮非圆转动激励G_t、发动机非平衡转动激励G_m并结合车轮振动的结构传递函数H₁、悬架振动的结构传递函数H₂、车厢振动的结构传递函数H₃，形成从路面到车厢底板振动的主要激励源和传递关系的物理模型，其中的参数的关系如下式所示：

其中的P₁为轴头振动响应、P₂为车架振动响应、P₃为车厢振动响应。

3.根据权利要求1所述的一种机理与数据联合驱动的运输振动建模方法，其特征在于，获取的振动数据中同时包含了对宽频激励和对周期性激励的响应，为从实测振动数据中分离出周期性激励G_t和G_m，进一步假定共振时不同阶次激励的幅值按照线性叠加，则有

A_m,n、A_t,n是第n阶周期性激励频率处的幅值；F_m、F_t是描述周期性激励的形状函数，F_m,n、F_t,n为第n阶周期性激励的形状函数，峰值频率点处幅值为1，根据测量结果进行抽象得到，式中，d是半宽，x是分析的谱线频率，f_n是周期性激励的第n阶频率。