技术摘要：
本发明公开了一种悬架耦合非线性商用车的平顺性建模分析方法及系统，包括，分别提取板簧非线性动力学数据和减振器非线性动力学数据；将提取的两种非线性动力学数据进行拟合，利用非线性动力学关系数学表达，构建非线性动力学数学模型；利用实车结构建立目标商用车振动  全部
背景技术：
汽车于社会生产具有重要作用。车辆平顺性定义为：在一般行驶速度范围 内行驶 时，能保证乘员不会因车身振动而引起不舒服和疲劳的感觉，以及保持  所运货物完整无损 的性能。平顺性不仅影响乘员乘坐舒适性，对安全性与燃油  经济性也产生明显影响。此外， 由于国内外经济快速发展，驾驶员对车辆平顺  性亦提出更高要求。为提升车辆竞争能力， 有必要对其平顺性进行深入研究。 计算机仿真计算与实车测试是车辆平顺性研究与优化的主要途径，后者开  展周 期长、要求系列软硬件支持，应用成本较高，限于此，仿真计算得以广泛  应用与快速发展。 目前，面向商用车平顺性的仿真计算方法主要有：(1)在多  体动力学软件ADAMS中根据实车 结构建立多体动力学模型以进行平顺性仿真  计算；(2)基于拉格朗日理论或牛顿第二定律 建立车辆振动微分，并据之在  MATLAB/Simulink建立平顺性模型以开展仿真计算。进一步 地，为便于建模实现，  方法(2)在建模过程中通常忽略悬架非线性动力学关系及其组件安 装姿态等因  素对其产生的影响。基于此，提出一种基于悬架耦合非线性的商用车平顺性建  模与分析方法对车辆车辆性能提升具有重要意义。
技术实现要素：
本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较  佳实施 例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或  省略以避免使本 部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略  不能用于限制本发明的范 围。 鉴于上述现有存在的问题，提出了本发明。 因此，本发明提供了一种悬架耦合非线性商用车的平顺性建模分析方法， 能够解 决现有建模方式中由悬架参数与结构姿态简化造成的平顺性仿真计算 不准确的问题。 为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：包括，分别提取板簧非  线性动 力学数据和减振器非线性动力学数据；将提取的两种所述非线性动力学  数据进行拟合，利 用非线性动力学关系数学表达，构建非线性动力学数学模型；  利用实车结构建立目标商用 车振动模型，并构建平顺性仿真路面；将所述非线  性动力学数学模型替换所述目标商用车 振动模型，连接所述平顺性仿真路面，  建立悬架耦合非线性的商用车平顺性模型；对所述 商用车平顺性模型进行平顺  性仿真计算获得频率加权均方根值，并分析所述频率加权均 方根值对所述目标  商用车的平顺性。 作为本发明所述的一种悬架耦合非线性商用车的平顺性建模分析方法的  一种优 选方案，其中：所述板簧非线性动力学数据提取包括，利用铁木辛柯梁 理论、有限元理论建 4 CN 111581859 A 说　明　书 2/14 页 立板簧动力学模型，提取所述非线性动力学数据；所述减  振器非线性动力学数据提取包 括，利用台架试验操作提取所述减振器非线性动  力学数据。 作为本发明所述的一种悬架耦合非线性商用车的平顺性建模分析方法的  一种优 选方案，其中：所述板簧非线性动力学数据包括，前悬板簧非线性动力  学数据和平衡悬架 板簧非线性动力学数据，其中，所述前悬板簧非线性动力学  数据提取包括，在所述板簧与 大地、所述板簧与吊耳及所述吊耳与所述大地连  接位置添加旋转副或旋转约束；在所述板 簧下安装点位置添加一个可调方向的  Z向位移激励；进行动力学仿真计算得到所述板簧上 安装点的Z向输出力之和；  根据车辆实际情况设计方向可调范围，改变所述Z向位移激励方 向后重复仿真  计算并输出所述板簧上安装点Z向输出力之和，均匀完成可调范围内的仿真 计 算，得到所述下安装点位移激励、作用角度以及所述上安装点输出力三者的对  应数据。 作为本发明所述的一种悬架耦合非线性商用车的平顺性建模分析方法的  一种优 选方案，其中：所述平衡悬架板簧非线性动力学数据提取包括，在所述  板簧上安装点与所 述大地连接位置添加旋转副或旋转约束；在所述板簧下前安  装点及下后安装点位置分别 添加一个大小可调的所述Z向位移激励；进行所述  仿真计算，输出所述板簧上安装点的所 述Z向输出力；根据所述车辆及所述板  簧实际情况设计所述下安装点位移激励以模拟实车 行驶时平衡悬架板簧的不 同受力姿态，改变所述Z向位移激励大小后重复仿真计算，输出 所述板簧上安  装点Z向输出力，均匀完成设计范围内的仿真计算，得到所述下前安装点位 移  激励、下后安装点作用力以及所述上安装点输出力三者的对应数据。 作为本发明所述的一种悬架耦合非线性商用车的平顺性建模分析方法的  一种优 选方案，其中：建立所述目标商用车振动模型，包括，根据所述实车结  构，构建所述目标商 用车振动模型；利用能量法建立所述目标商用车振动模型 的动力方程、势能方程及耗散能 方程；对各方程中广义位移和广义速度进行求  导并代入拉格朗日方程，获得目标商用车振 动微分方程。 作为本发明所述的一种悬架耦合非线性商用车的平顺性建模分析方法的  一种优 选方案，其中：所述平顺性仿真路面包括，激发瞬态响应的冲击路面和  激发稳态响应的随 机路面；所述冲击路面包括，纵向截面形状为梯形、半圆形  及正弦状的凸起；所述随机路面 包括，利用滤波白噪声构建。 作为本发明所述的一种悬架耦合非线性商用车的平顺性建模分析方法的  一种优 选方案，其中：建立所述悬架耦合非线性的商用车平顺性模型，包括，  利用所述非线性动力 学数学模型替换所述目标商用车振动微分方程中的常值  悬架参数，获得悬架耦合非线性 的商用车振动微分方程；利用所述振动微分方  程建立目标商用车振动计算模型；将所述目 标商用车振动计算模型与所述平顺  性仿真路面连接，建立悬架耦合非线性的目标商用车 平顺性计算模型。 作为本发明所述的一种悬架耦合非线性商用车的平顺性建模分析方法的  一种优 选方案，其中：所述平顺性计算、分析包括，所述目标商用车平顺性模  型利用所述平顺性仿 真计算得到目标测点的振动加速度时域信号；分别进行功  率谱计算、频率加权、积分与开 方，获得所述频率加权均方根值；利用所述频  率加权均方根值分析所述目标商用车的所述 平顺性。 作为本发明所述的一种悬架耦合非线性商用车的平顺性建模分析系统的  一种优 5 CN 111581859 A 说　明　书 3/14 页 选方案，其中：包括，显示模块，用于显示仿真运动及计算结果，直观 的分析比较所述计算 结果，其包括主窗口单元和附属窗口单元，所述目标商用  车平顺性模型仿真结果动画以及 参数都在所述主窗口单元界面进行显示；计算  单元，用于处理输入的参数、计算所述目标 测点的振动加速度时域信号，以获  得所述频率加权均方根值；输入输出管理模块与所述计 算单元相连接，用于建  立模型、确立正确的约束关系、输出所述计算结果，其包括模型建立 单元和输  出设置单元，所述模型建立单元用于建立所述模型，利用约束库对各部件之间  确立正确的约束关系，所述输出设置单元用于输出所述计算结果，传输至分析  模块；所述 分析模块，用于分析比较所述计算结果，研究所述平顺性。 本发明的有益效果：本发明方法在较小程度上增加了建模复杂性，克服传  统平顺 性建模方法中将悬架参数进行简单线性处理与忽略悬架姿态等因素所  引入的计算误差， 提升仿真计算建模与分析效率，为商用车平顺性设计、整改  及优化提供准确的计算结果与 应用基础。 附图说明 为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需  要使 用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的  一些实施例，对 于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，  还可以根据这些附图获得 其它的附图。其中： 图1为本发明所述的一种悬架耦合非线性商用车的平顺性建模分析方法的  流程 示意图； 图2为本发明所述的一种悬架耦合非线性商用车的平顺性建模分析方法的  板簧 非线性动力学数据提取的约束及受力示意图； 图3为本发明所述的一种悬架耦合非线性商用车的平顺性建模分析方法的  板簧 非线性动力学数据示意图； 图4为本发明所述的一种悬架耦合非线性商用车的平顺性建模分析方法的  目标 商用车振动模型示意图； 图5为本发明所述的一种悬架耦合非线性商用车的平顺性建模分析方法的  冲击 路面类型示意图； 图6为本发明所述的一种悬架耦合非线性商用车的平顺性建模分析方法的  基于 悬架耦合非线性的商用车平顺性计算模型示意图； 图7为本发明所述的一种悬架耦合非线性商用车的平顺性建模分析方法的  目标 测点的振动加速度时域示意图； 图8为本发明所述的一种悬架耦合非线性商用车的平顺性建模分析系统的  模块 结构分布示意图； 图9为本发明所述的一种悬架耦合非线性商用车的平顺性建模分析系统的  网络 结构示意图。