基于7自由度模型的整车振动分析

汽车设计方面知识

基于7自由度模型的整车振动分析

摘要：本文以福特focus轿车参数为样本，通过建立7自由度整车的数学模型，计算出整车系统的固有频率、振动耦合情况、系统的传递特性，最后通过MATLAB建模仿真对该车进行振动分析。

关键词：振动、固有频率、耦合情况、传递特性

1.数学模型的建立

按照如下规则建立七自由度车辆的数学模型：假定车身是一个刚体，当车辆在水平面做匀速直线运动时，车身具有上下跳动、俯仰和侧倾三个自由度；两个前轮分别具有垂向运动的自由度；剩下两个自由度是表示独立悬架的两个后轮的垂向运动，或者表示非独立悬架中后轴的垂向跳动和侧倾转动。以下微分方程中，下标A、B、C、D分别表示左前、右前、左后、右后车轮，

zb为车身质心处的垂向位移，zw为车轮的垂向位移， b为车辆的俯仰角，

为车辆的侧倾角，zg为路面输入垂向位移。另外，mb为车辆簧载质量，mw为车辆非簧

载质量，a为车身质心至前轴距离，b为车身质心至后轴距离，轮距，

Bf

为前轴轮距，Br为后轴

Ks为悬架弹簧刚度，Kt为轮胎刚度，Cs为悬架阻尼系数，Ip为俯仰转动惯量，Ir

为侧倾转动惯量。示意图如下所示：