汽車起重機是一種典型的多軸工程車輛，主要用于對物料進行移動、起吊等作業場合，廣泛服務于港口、碼頭、建筑工程、橋梁等場合。隨著多軸車輛技術的發展和市場競爭的日益激烈，用戶對汽車起重機的操作及行駛舒適性能提出了越來越高的要求。我們針對提高某大噸位汽車起重機行駛平順性這一課題展開了研究。

　　行業內對汽車行駛平順性的研究從起初的試驗測試分析，逐漸發展到目前搭建虛擬仿真模型以研究減小和控制振動的相關策略。本文以某型六橋全地面起重機為目標，搭建整車行駛振動仿真模型，通過試驗測試結果對模型進行修正，進而研究相關模型參數（如襯套剛度、阻尼，零部件結構形式等）對OMA及測點PSD的影響，從而可以根據需求制定合適的減振措施。

　　2仿真模型搭建

　　整車仿真模型的搭建在LMSVirtualLabMotion環境下進行。參照設計圖紙等信息創建整車主要零部件系統3D模型組裝成如下多剛體動力學模型。

　　此前的測試表明，行駛過程中的車架變形和振動不能忽略，因此需要將整車模型中的車架進行柔性化處理。我們創建車架模型CAD模型后導入Hypermesh中劃分網格(圖3)，由NASTRAN求解自由模態數據后在motion中建立剛柔混合多體動力學模型。

　　目標車輛采取油氣懸掛作為減振系統，典型的油氣懸掛模型中包含油缸（有桿腔、活塞、無桿腔）、阻尼孔、單向閥、蓄能器等主要元器件，系統動態特性與這些部件參數密切相關。為準確模擬其特性，我們在LMSImagine.LabAMESim中搭建了整車油氣懸掛模型（圖4），元件尺寸、流體特性等參數與真實模型保持一致。**利用Amesim與Motion的接口進行機一液聯合仿真。

　　3仿真模型參數確定與模型驗證

　　下圖所示為整車底盤振動傳遞路徑，可見影響整車振動特性的因素眾多，諸如車架模態參數、連接襯套參數、油氣懸掛參數等均需要盡可能與實際物理模型保持一致。

　　前面所創建的車架**元模型只有在被證明具有一定可信度時，才能被用于結構動態響應的預測。這一方面需要準確的實驗模態振型數據做支撐，另一方面需要有合理可行的判斷準則。檢驗實驗與仿真模態之間的固有頻率是否相等相對容易，而檢驗二者的振型是否一致則需要借助相應的判斷準則，主要方法有模態標定因子MSF，模態置信準則MAC，坐標模態置信準則Comac以及動態力平衡方法DFBM。我們采取最常用的MAC作為判斷依據：

　　如下式中所示，VTESTi及VFEj，為實驗及有限元所得振型向量，VTESTiT及VFEjT分別為其轉置，MACTESTiFEj為兩向量的MAC值，當MAC=1時，兩者線性相關，為MAC=0則兩者線性無關，一般認為MAC值在0.7以上比較合理。

　　我們安排了車架自由模態測試，然后將結果與前面生成的車架有限元模型進行比較，借助VirtualLab中correlation功能做MAC分析。如圖6所示從結果來看車架有限元模型與測試結果在低階模態上基本能保持一致。

　　整車仿真模型中，駕駛室懸置參數對平順性指標影響較大。為此我們安排對懸置動態特性參數測試，得到其動特性參數（動剛度及滯后角）后再輸入仿真模型。

　　此外，我們采用軟件提供的complextire輪胎模型，相關參數由輪胎廠家提供，并在Matlab中按國家標準路面生成相應路面文件導入仿真模型。

　　上述工作完成后，將仿真模型參照前面所述實驗工況進行虛擬路面行駛（機一液聯仿），在車架上布置相應傳感器，獲取加速度信息后導入TestLab進行分析，同樣得到仿真模型OMA，然后在correlation中與此前經實驗數據分析所得振型進行比較，結果如下：

　　從對比結果來看，實驗和仿真均出現三個低階OMA振型，其MAC值均能保持在約0.7以上。

　　同時，我們針對獲取的駕駛室地板加速度信息，對比了兩者在不同車速下平順性指標信息。如下圖所示，仿真模型與實驗模型平順性指標隨車速變化的趨勢能基本保持一致。

　　綜合上面的比較結果，我們認為所建的整車虛擬模型基本能模擬目標車型行駛狀態低頻振動特性。

　　4結論及下一步工作

　　采取實驗與仿真結合的形式，我們創建了整車行駛虛擬樣機模型，通過相應的準則和判據，最終證實了虛擬模型與真實模型的一致性。

　　下一步我們將在虛擬模型基礎上研究諸多模型參數對車輛振動特性的影響，制定合適的減振措施。
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