汽车起重机是一种典型的多轴工程车辆，主要用于对物料进行移动、起吊等作业场合，广泛服务于港口、码头、建筑工程、桥梁等场合。随着多轴车辆技术的发展和市场竞争的日益激烈，用户对汽车起重机的操作及行驶舒适性能提出了越来越高的要求。我们针对提高某大吨位汽车起重机行驶平顺性这一课题展开了研究。

　　行业内对汽车行驶平顺性的研究从起初的试验测试分析，逐渐发展到目前搭建虚拟仿真模型以研究减小和控制振动的相关策略。本文以某型六桥全地面起重机为目标，搭建整车行驶振动仿真模型，通过试验测试结果对模型进行修正，进而研究相关模型参数（如衬套刚度、阻尼，零部件结构形式等）对OMA及测点PSD的影响，从而可以根据需求制定合适的减振措施。

　　2仿真模型搭建

　　整车仿真模型的搭建在LMSVirtualLabMotion环境下进行。参照设计图纸等信息创建整车主要零部件系统3D模型组装成如下多刚体动力学模型。

　　此前的测试表明，行驶过程中的车架变形和振动不能忽略，因此需要将整车模型中的车架进行柔性化处理。我们创建车架模型CAD模型后导入Hypermesh中划分网格(图3)，由NASTRAN求解自由模态数据后在motion中建立刚柔混合多体动力学模型。

　　目标车辆采取油气悬挂作为减振系统，典型的油气悬挂模型中包含油缸（有杆腔、活塞、无杆腔）、阻尼孔、单向阀、蓄能器等主要元器件，系统动态特性与这些部件参数密切相关。为准确模拟其特性，我们在LMSImagine.LabAMESim中搭建了整车油气悬挂模型（图4），元件尺寸、流体特性等参数与真实模型保持一致。**利用Amesim与Motion的接口进行机一液联合仿真。

　　3仿真模型参数确定与模型验证

　　下图所示为整车底盘振动传递路径，可见影响整车振动特性的因素众多，诸如车架模态参数、连接衬套参数、油气悬挂参数等均需要尽可能与实际物理模型保持一致。

　　前面所创建的车架**元模型只有在被证明具有一定可信度时，才能被用于结构动态响应的预测。这一方面需要准确的实验模态振型数据做支撑，另一方面需要有合理可行的判断准则。检验实验与仿真模态之间的固有频率是否相等相对容易，而检验二者的振型是否一致则需要借助相应的判断准则，主要方法有模态标定因子MSF，模态置信准则MAC，坐标模态置信准则Comac以及动态力平衡方法DFBM。我们采取最常用的MAC作为判断依据：

　　如下式中所示，VTESTi及VFEj，为实验及有限元所得振型向量，VTESTiT及VFEjT分别为其转置，MACTESTiFEj为两向量的MAC值，当MAC=1时，两者线性相关，为MAC=0则两者线性无关，一般认为MAC值在0.7以上比较合理。

　　我们安排了车架自由模态测试，然后将结果与前面生成的车架有限元模型进行比较，借助VirtualLab中correlation功能做MAC分析。如图6所示从结果来看车架有限元模型与测试结果在低阶模态上基本能保持一致。

　　整车仿真模型中，驾驶室悬置参数对平顺性指标影响较大。为此我们安排对悬置动态特性参数测试，得到其动特性参数（动刚度及滞后角）后再输入仿真模型。

　　此外，我们采用软件提供的complextire轮胎模型，相关参数由轮胎厂家提供，并在Matlab中按国家标准路面生成相应路面文件导入仿真模型。

　　上述工作完成后，将仿真模型参照前面所述实验工况进行虚拟路面行驶（机一液联仿），在车架上布置相应传感器，获取加速度信息后导入TestLab进行分析，同样得到仿真模型OMA，然后在correlation中与此前经实验数据分析所得振型进行比较，结果如下：

　　从对比结果来看，实验和仿真均出现三个低阶OMA振型，其MAC值均能保持在约0.7以上。

　　同时，我们针对获取的驾驶室地板加速度信息，对比了两者在不同车速下平顺性指标信息。如下图所示，仿真模型与实验模型平顺性指标随车速变化的趋势能基本保持一致。

　　综合上面的比较结果，我们认为所建的整车虚拟模型基本能模拟目标车型行驶状态低频振动特性。

　　4结论及下一步工作

　　采取实验与仿真结合的形式，我们创建了整车行驶虚拟样机模型，通过相应的准则和判据，最终证实了虚拟模型与真实模型的一致性。

　　下一步我们将在虚拟模型基础上研究诸多模型参数对车辆振动特性的影响，制定合适的减振措施。
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