%福特Granada轿车后悬架单轮二自由度垂向振动模型分析
clc;clear;
%基本参数设置===============================================================
m1=45.4; %车轮质量
m2=317.5; %车体质量
ks=22000; %悬架垂向刚度
kt=192000; %轮胎垂向刚度
cs=1500;
%确定矩阵===================================================================
M=[m1,0;0,m2]; %质量矩阵
C=[cs,-cs;-cs,cs]; %阻尼阵
K=[ks+kt,-ks;-ks,ks]; %刚度阵
D=[kt;0]; %激励阵
nn=0; %频响函数列号
Hw=[]; %位移频响
for w=(0.1:0.1:20)*2*pi %激振频率
nn=1+nn;
TT=-M*w^2+i*w*C+K; %重要矩阵
Hw(:,nn)=TT\D; %位移频率响应
Hwa(:,nn)=-w^2*Hw(:,nn); %加速度频响
Hwd(nn)=Hw(2,nn)-Hw(1,nn); %悬架动行程增益(悬架动挠度频响)
Hwf(nn)=kt*(Hw(1,nn)-1); %轮胎动载荷频响
end
%计算及画图=================================================================
%%====位移频响==============================================================
H1=abs(Hw(1,:)); %车轮位移幅频响应
H2=abs(Hw(2,:)); %车体位移幅频响应
f1=(0.1:0.1:20); %频率范围
figure
plot(f1,H1)
hold on
plot(f1,H2,'r')
%%====加速度频响============================================================
H1a=abs(Hwa(1,:)); %车轮加速度幅频响应
H2a=abs(Hwa(2,:)); %车体加速度幅频响应
figure
plot(f1,H2a);
hold on
%%====悬架动挠度频响========================================================
Hwd_abs=abs(Hwd); %悬架动挠度幅频响应
figure
plot(f1,Hwd_abs)
%%====轮胎动载荷频响========================================================
Hwf_abs=abs(Hwf); %轮胎动载荷幅频响应
figure
plot(f1,Hwf_abs)
%%====路谱=================================================================
v=20; %车速m/s
n=f1/v; %空间频率
Sn=5*10^-6./(n.^2.5); %空间频率下的路谱表达式
Sf=Sn/v; %时间频率下的路谱表达式
figure
loglog(n,Sn)
hold on
loglog(f1,Sf)
%%====功率谱密度图==========================================================
Sa=H2a.^2.*Sf; %车体加速度的功率谱密度
Sd=Hwd_abs.^2.*Sf; %悬架动挠度的功率谱密度
SF=Hwf_abs.^2.*Sf; %轮胎动载荷的功率谱密度
figure
plot(f1,Sa)
figure
plot(f1,Sd)
figure
plot(f1,SF)
JFG_a=sqrt(trapz(f1,Sa))
JFG_d=sqrt(trapz(f1,Sd))
JFG_f=sqrt(trapz(f1,SF))