基于VPG 的整车平顺性仿真

1) 首先，对求解所得加速度时间历程ａ(ｔ)进行快速傅里叶变换(ＦＦＴ )，得到加速度功率谱密度函数Ｇａ (ｆ)，依据计算加权加速度均方根值时所需的频率范围，在快速傅里叶变换后，其功率谱密度曲线选取的频域区间在0 ~ －80Ｈｚ范围内观察记录。加权加速度均方根值按式(5) 计算。

式中，ｗ(ｆ)是频率加权函数，在不同方向与不同频率区段内，ｗ(ｆ)取值不一。

Ｘ 和Ｙ 向的取值如式(6) 所示。

Ｚ 方向的取值如式(7) 所示:

2) 接着，计算总加权加速度均方根值。总加权加速度均方根值在ＩＳＯ2631-1997 的规定中是各轴向加权加速度均方根值矢量之和，而各轴向加权加速度均方根值又是各中心

频率处的加权加速度均方根值矢量之和。总加权加速度值的定义式如式(8) 所示。

在振动评价领域里，认为振动的量级能由等效均值来体现，称其为加权振级。具体说来，加权振级并不是加权加速度均方根值，而是在它基础上求出的对数值，这个值是没有量纲的，它的大小只在与标准值的比较中才会体现出来。加权振级的定义式如式(9) 所示。

其中，ａ0 是参考加速度均方根值，ａ0 ＝10 －6 ｍ/ ｓ2 。

3) 由于客观评价法对于乘员的主观感受不能给出较为直观的评价，本文还采用了主观评价法作为辅助。表3 列出了详细的评价标准:

表3

在满足ＧＢ/ Ｔ4970-1996 的规范下，还需确定仿真试验的初始条件。在本次试验中，需要确定的初始条件即为汽车施加ｘ 方向的初始速度，并由此计算出轮胎的转速，可以采用式(3) 计算。

根据前文3.3 节中对轮胎参数的描述，易知Ｒ ＝317.25ｍｍ。

综上，确定仿真试验的初始条件如下: 车速为60ｋｍ/ ｈ、轮胎转速为52.53ｒａｄ/ ｓ、胎压为0.25ＭＰａ。图18 所示为在VPG 中对各车轮施加初始速度与角速度，依次点击Ｐｒｅ/ ＩＮＩ-ＴＩＡＬ ＣＯＮＤＩＴＩＯＮ/ ＶＥＬＯＣＩＴＹ 调出初速度选项卡进行相关设置。需指出的是，在卡片中还要定义四个轮胎角速度的转轴中心，其坐标可以在VPG 中利用ＩＤＥＮＴＩＦＹ ＮＯＤＥＳ 功能来测得。

图18　对轮胎施加速度与角速度