车辆传动系自激扭振的耦合反馈及能量转换的理论与-农业工程学报.PDF

1998 年　　3 月 T ransactions of the CSA E M ar. 　 1998 车辆传动系自激扭振的耦合反馈 及能量转换的理论与试验分析 ① 葛剑敏 　郑联珠　刘明树 ( 吉林工业大学) 摘　要　从试验的全过程研究垂直振动与传动系扭转振动的相位差和功率谱的变化规律, 分析 了耦合自激扭转振动的机理, 得出在试验的全过程中垂直振动的耦合负阻尼特性是造成车辆传 动系自激振动的主要原因之一的结论。 关键词　耦合反馈　传动系统　耦合自激振动 一个自激振动系统由能源、反馈调节系统和振动系统组成。只有当在一个振动周期内从 能源通过反馈调节系统输入到系统中的能量等于系统所消耗的能量, 系统才能产生自激振 动。文献[1 ]研究了车辆传动系因负阻尼导致的自激扭转振动问题。本文着重从承载系垂直 振动与传动系扭转振动的耦合反馈与能量转换关系来研究自激扭转振动的机理。一般分为 作用力系统和阻力系统。 对于阻力系统, 交变力F 在振动体前进时作负功, 在振动体后退时作正功。设位移为: = 。则交变阻力为: = ( - ) 。即: 位移 超前于交变作用力 一个角度 。 x A co st F R co s t x F 故 交变作用力F 在一个周期内所作的功为 2 ( ) ( ) ( ) E R = - F x d t = - R co s t - - A sin t d t = A R sin 1 ∫ ∫ 0 0 1　耦合反馈的理论分析 1. 1　轮胎扭转振动动力学模型的建立 时延系统: 如果作用在系统上的瞬时激振力不是受到当时的振动位移、速度和加速度的 控制, 而是受到迟后某一时刻的振动位移、速度和加速度的控制, 则可以得到位移、速度和加 速度的延时反馈系统, 也称时延系统。 根据试验结果分析知: 当车辆产生自激振动时, 垂直振动加速度、速度和位移与扭转振 ( ) 动位移同频不同相 即相差一个相位差 。 如果扭转动位称为: ( ) = ; 垂直振动加速度为: ( ) = , 则有 t A sint Z t B sin t 　　收稿日期: 1997- 11- 21 ( ) 　国家自然科学基金资助项目 　　①葛剑敏, 博士, 讲师, 长春市人民大街 142 号　吉林工业大学汽车拖拉机系, 130025 © 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved. 46 　　　　　　　　　　　　　　　　　农业工程学报　　　　　　　　　　　　　　　　1998 年 ( ) = ( + 2) = ; ( ) = 2 ( + ) = - 2 ; t A sin t A cost t A sin t A sin t