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一种考虑轴承刚度效应的轮毂电机驱动汽车平顺性分析方法 

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申请/专利权人:哈尔滨理工大学

摘要:本发明公开了一种考虑轴承刚度效应的轮毂电机驱动汽车平顺性分析方法,属于汽车动力学分析领域,本发明将赫兹弹性体接触应力理论和轴承几何学及动力学理论应用到汽车平顺性分析中,建立了一个包含轮毂轴承瞬时刚度矩阵计算模型、路面随机激励模型、电机电磁场与气隙电磁力模型、轮胎与轴承载荷模型的综合分析方法,该方法可用于汽车产品研发阶段的平顺性能开发中,能够提升轮毂电机驱动系统下汽车平顺性的预测准确性与分析深度。

主权项:1.一种考虑轴承刚度效应的轮毂电机驱动汽车平顺性分析方法,其特征在于,包括如下步骤:步骤一:基于路面不平度功率谱密度的统计特性描述和路面不平度时间频率功率谱描述,采用滤波白噪声方法,建立随机路面激励的时域描述表达式为: 以q0=0为初始条件,应用四阶龙格-库塔方法对表达式进行求解,建立随机路面激励时域仿真模型;步骤二:分析轮毂电机中的电磁场分布,计算电机在定转子偏心状态下,不同时刻不同机械角位置的气隙大小和气隙磁密,并由Maxwell张量法计算不同时刻不同机械角位置的电磁力密度径向和切向分量,将力密度转化为电磁力度,沿着转子表面积分并乘以转子铁芯的长度,最后得到轮毂电机垂向和纵向的不平衡电磁力以及合力;步骤三:分析车辆在不同行驶工况下的轮胎载荷,并根据轮胎载荷情况分析轮毂轴承载荷,同时轴承受到轮毂电机不平衡电磁力的作用,建立轮毂轴承单元载荷计算模型;步骤四:根据Hertz弹性体接触应力理论,推导轴承刚度矩阵,使用迭代法建立轴承刚度矩阵数值求解模型;步骤五:将轴承-定转子系统中的轴承简化为弹簧和阻尼,对车辆非关键零部件进行简化,建立轮毂电机驱动汽车垂向动力学力学模型,列系统运动微分方程,搭建车辆振动系统仿真模型。

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