مطالعه‌ي رزونانس‌ها و رفتار آشوبناك سيستم تعليق خودرو با پارامترهاي غيرخطي

An investigation on the Resonances and Chaotic Behavior of a Nonlinear Vehicle Suspension System

با توسعه‌ي سيستم‌هاي تعليق و استفاده از دمپرهاي الكترومغناطيسي، مطالعه‌ي رفتار غيرخطي و آشوبناك سيستم تعليق تحت تحريك جاده اهميت ويژه‌اي پيدا كرده است. در عمده‌ي تحقيقات انجام‌شده در زمينه مطالعه‌ي رفتار آشوبناك خودرو، از مدل يك‌چهارم خودرو با يك يا دو درجه آزادي استفاده شده است كه در اين مدل‌ها صرفاً حركت‌ عمودي جرم‌هاي فنربندي شده و فنربندي نشده لحاظ مي‌شود و از مد ارتعاشي حركت كله‌زني خودرو صرف‌نظر مي‌شود. در تحقيق حاضر براي دست‌يابي به مدل واقع‌بينانه‌تر با در نظر گرفتن اثرات غيرخطي براي سيستم تعليق خودرو، رفتار ديناميكي خودرو با استفاده از مدل نصف خودرو با چهار درجه آزادي مورد مطالعه قرار گرفته است و از نمودارهاي پاسخ فركانسي، چندگانگي و پوآنكاره براي شناسايي نواحي آشوبناك در پاسخ استفاده شده است. نتايج نشان مي‌دهد كه در اثر نزديكي دو رزونانس اصلي حركت عمودي و كله‌زني خودرو، پاسخ اجباري سيستم دچار تغييرات عمده‌اي مي‌شود. نواحي ناپايدار جديدي در مقايسه با مدل يك‌چهارم در پاسخ فركانسي سيستم مشاهده مي‌شود. هم‌چنين نتايج نشان مي‌دهد كه تشديد حاصل از رزونانس اصلي حركت كله‌زني، سبب تغيير محل گذار سيستم از پاسخ آرام به پاسخ آشوبناك مي‌شود.

In recent years, more attention has been paid on intelligent vehicle suspension systems equipped with magneto-rheological dampers. In order to investigate nonlinear vehicle dynamics, in the majority of the researches, a quarter-car model with one or two degrees of freedom is used. In such simple models, one can only study the bounce motion of sprung and unsprung masses. In this paper, in order to consider more realistic model for vehicle suspension system, a nonlinear half car model with four degrees of freedom is employed. Frequency response diagrams of the model have been obtained. In order to identify the region of excitation frequency in which the system has chaotic behavior, the bifurcation and Poincare maps are used. Results show that near the heave and pitch natural frequencies, the system forced response has been changed considerably and new unstable region has been appeared in frequency diagrams. Moreover, results show that in comparison with quarter car model, the resonant frequency of pitch motion intensifies the chaotic response.