履带车辆平顺性动态仿真

履带车辆平顺性动态仿真

王文瑞，徐宝云，顾亮，王东亮

（北京理工大学振动与噪声控制实验室，北京，100081）

摘 要：利用多体动力学软件Recurdyn建立了某型履带车辆的整车非线性多体动力学模型,对该模型在标准路面（D,E,F级）上以不同车速行驶时，车体振动特性进行了动态仿真，对车辆的动态响应进行了分析，结果表明采用多体动力学模型仿真车辆平顺性可以达到较高的精度，而且这种方法可以用于车辆悬挂结构、性能设计中的参数选择，也可以为车辆悬挂的主动控制策略的研制提供了理论依据。

关键词：多体动力学仿真；履带车辆；平顺性；动态响应；振动特性

DYNAMIC SIMULATION OF TRACKED VEHICLE RIDE COMFORT PERFORMANCE

Wang Wen-rui，Xu Bao-yun，Gu Liang，Wang Dong-liang

（Lab. of Vibration and Noise Control，Beijing Institute of Technology，Beijing，100081）Abstract：A comprehensive nonlinear vehicle model of a tracked vehicle suspension system is established by using multi-body dynamics software Recurdyn. Dynamics vibration characters of the multi-body model is simulated，which is about the model on the different roads（such as D,E,F）by the different riding speeds，the results from dynamics simulation can be proved that using multi-body system simulation the vehicle ride comfort performance could be simulated accurately，that the appropriate parameters also could be selected in the structure and performance design about vehicle suspension，that the active suspension controlling strategy could be obtained. Key words：multi-body system simulation；tracked vehicle； ride comfort performance ；dynamics response；vibration characters

引言

悬挂系统是履带车辆行动系统的重要组成部分，功用是支撑车体，缓和并衰减车轮在履带上行驶时因路面不平而激起的车轮对车体的冲击以及振动，保证车辆能够高速平稳地行驶，减轻乘员的疲劳，提高履带车辆的机动性，增强火炮的射击准确度和火力。悬挂系统优良的动态特性是履带车辆具有高机动性、高通过性和乘员舒适性乃至提高乘员战斗力的重要保障[1]。本文基于虚拟样机技术和多体理论，以大型多体动力学分析软件RecurDyn作为仿真平台，建立履带车辆行动系统多体仿真模型，并对所建悬挂系统模型的动态特性进行研究，分析，旨在阐明采用多体动力学模型可以准确有效地仿真车辆振动特性；而且还可以对车辆悬挂结构、性能设计中的参数选择，缩短车辆开法周期；也可以为车辆悬挂的主动控制策略的研制提供了理论依据[2]。

1 多体模型的建立

履带车辆行动系统由车体子系统和左右侧履带环子系统三部分构成，其中车体子系统由车体、负重轮、主动轮、诱导轮、托带轮、平衡肘、弹性和阻尼元件等组成；两侧履带环子系统是由多块履带板通过履带连接器组成的环状结构。根据其各组成构件的运动特征，抽象它们之间的约束关系，采用自下而上的建模顺序，整车模型和系统总成模型建立在子系统模型基础上，建立子系统是首要的关键步骤 [3][4][5]。RecurDyn提供了基于Parasolid内核的

作者简介：王文瑞(1979-)，男，山西人，博士生，研究方向为车辆动力学，车辆人机与环境. E-mail:：gmbitwrw@https://www.sodocs.net/doc/df13355127.html,

三维CAD实体建模界面，在该环境下，可以方便的建立履带车辆的实体模型。

1.1施加车体子系统刚体间约束

对本文所研究的履带车辆而言，主动轮、诱导轮、托带轮、平衡肘等同车体之间的结构约束均为旋转副约束。

1.2两侧履带环子系统实体建模

定义履带板的结构之后，按照履带实际所经过的路径，将其连接起来，形成一个完整的环状结构。根据履带车辆实际履带板的数量、履带板间距、履带接地角、离地角等参数对履带环进行微调。并设定各履带板块之间的相互作用参数，这部分参数主要为接触刚度和阻尼。

1.3限制器碰撞模型

考虑到实际履带车辆中限制器的存在，在模型的各悬挂上方车体处均设约束模拟悬挂限制器，以防止平衡肘超过最大动行程后与车体发生刚性撞击，产生“悬挂击穿”现象[1]。按照上述方法在RecurDyn软件中，建立的悬挂系统的模型如图1示。

图1履带车辆悬挂系统多体力学模型 图2 E级路面仿真模型的路面激励

Fig.1 multibody model of tracked vehicle Fig.2 E road imputs of multibody model

2仿真模型校验

本文按照相似性原理，通过仿真模型的虚拟实验获得仿真数据，根据模型的建模目标，选择评价参数及其认可范围。将仿真数据与设计参数进行比较，如果二者的误差范围在评价参数许可的范围内，可以认定仿真模型达到了建模的目标，否则，继续修改模型使其符合计算精度的要求。

2.1履带车辆多体模型初始参数设置

由于结构参数为常数，在建模时，需严格按履带车辆设计参数和结构参数进行设置；悬挂系统参数主要包括悬挂刚度参数和阻尼参数，需要按照相应特性曲线设置；路面不平度输入是整个动力学模型的激励，本文路面激励采三角级数法所构造路面激励[1][6]，构造的E 级路面不平度时域曲线如图2示。

2.2仿真模型的校验

模型的验证主要包括车体模型的静平衡校验和越障校验。将车辆的动力约束设置为零，

车辆在重力作用下从安装位置自然下落到静平衡位置，其自由振荡曲线如图3示。图中虚线为车辆质心静平衡设定值，振荡曲线最终与该虚线重合，故模型通过静平衡校验。越障验证主要考察车辆垂向振动的固有频率。按照文献[7]中所采用的标准障碍物的截面为半圆，其半径为308mm。仿真时，车辆越障碍时的速度为20km/h。图4为车辆越障时，车体质心加速度功率谱密度，可以看出垂向振动固有频率与俯仰振动固有频率，这与设计值是基本吻合的，可以认为该模型可以近似替代实际车体。

图3 车辆静平衡位置时模型质心高度 4 越障时车体质心加速度功率谱密度曲线

Fig.3the height of mass center in balance Fig.4 mass center PSD .acceleration in exceed barrier

3模型平顺性仿真

本文分别研究模型以20～60km/h车速匀速通过D,E,F级路面时，在各种不同工况与悬挂参数下车辆平顺性的基本状况。

3.1不同行驶工况下车辆平顺性分析

图5，6分别为车辆的质心加速度和驾驶员处垂直振动加速度均方根值的比较。从图5，图6可以看出，车辆以相同的速度行驶在不同路面，每相差一个路面等级，车体振动加速度响应会随着路面的变坏而增大。同样地，在同一路面上，由于车速的增大，车内振动环境也在变坏。这说明，车辆振动环境受到外部激励，车速等条件的制约。

3.2不同悬挂参数下车辆平顺性分析

图7，8分别为车辆的质心加速度和驾驶员处垂直振动加速度均方根值的比较从图7，图8可以看出，车辆的振动加速度响应和车辆悬挂系统的阻尼比是相关的，不同的阻尼比，在同一路面以同一车速行驶车辆振动响应也不同，这说明通过改变车辆悬挂系统的阻尼比，可以改善车体振动环境。这正是（半）主动悬挂技术的基础所在，通过识别车辆运行工况的不同，改变车辆悬挂系统的阻尼参数使之适于车辆平顺性的提高。

图5车体质心处振动加速度均方根值 图6驾驶员座椅处振动加速度均方根值

Fig.5 RMS of mass center acceleration Fig.6 RMS of driver’s seat acceleration

图7 F级路面车体质心处振动加速度均方根值 图8 F级路面驾驶员座椅处振动加速度均方根值 Fig.7 RMS of mass center acceleration in F road Fig.8 RMS of driver’s seat acceleration in F road 3.3车辆振动响应的频谱分析

图9，图10，图11分别为车辆模型以50 km/h的速度通过D级路的车辆质心垂直加速度，质心垂直加速度功率谱，驾驶员垂直加速度功率谱的曲线。图9是车辆匀速行驶时的车体垂直加速度剔除运算“奇点”后的动态响应，显然具有明显的随机性。图10，图11用Welch 法对图9信号分析得到的功率谱[8]。可以看出，车辆振动响应的能量分布范围主要在低频段（1－4Hz），高频段则不是很明显。而且也可以清楚的看到车辆的垂直振动频率与图4验证曲线是一致的，这与车辆的设计值也是吻合的。

4结论

从以上分析可知，履带车辆行驶过程中，影响车辆平顺性的主要因素有：路面激励、车辆行驶速度、悬挂参数等。路面越恶劣，车辆的行驶速度越大，车内的平顺性就会降低，车辆悬挂阻尼比也不是越大越好，可以看出来，车辆阻尼比越大，车内的平顺性也会降低。利用多体动力学理论可以方便的分析车辆平顺性，振动环境等动力学问题。可以通过多体动力学仿真计算，对车辆悬挂结构、性能设计中的参数优化选择，同时也可以为车辆悬挂的主动控制策略的研制提供了理论依据。

图9 D级路面的车辆质心垂直加速度曲线 图10 车体质心垂直加速度功率谱

Fig.9 curve of mass center acceleration in D road Fig.10 PSD curve of mass center acceleration in D road

图11驾驶员处垂直加速度功率谱

Fig.11 PSD curve of driver’s seat acceleration in D road

参考文献：

[1] 丁法乾. 履带式装甲车辆悬挂系统动力学. 北京：国防工业出版社. 2004

[2] 张越金.汽车多体动力学及计算机仿真.长春：吉林科学技术出版社，1998

[3] Han Sik RYU, Kun Soon HUH and Dae Sung BAE etal. Development of multibody dynamics simulation tool for tracked vehicles. JSME International Journal, series C, 2003,46 (2): 540-549

[4] 康新中，马春茂，魏孝达.火炮系统建模理论.北京：国防工业出版社.2003

[5] 韩宝坤.装甲车辆行动装置动态性究:[学位论文]. 北京：北京理工大学. 2003

[6] Hoogterp F B, Saxon L.Nancy,&Schihi.J,Peter. Semiactive Suspension for Military Vehicles.SAE papers 930847 ,1993.

[7] James Lacombe, Mark Moran. A 3-Dimessional dynamics model for generating tracked vehicles seismic signals 2000

[8]张志涌. 精通MATLAB6.5. 北京：北京航空航天大学出版社.2003

第6章 汽车行驶平顺性检测

第6章汽车行驶平顺性检测 6.1 行驶平顺性的评价指标及影响因素 知识目标 1.理解汽车行驶平顺性的评价指标 2.掌握汽车通过性影响因素。 能力目标 会对车辆的平顺性做出正确的评价 导入案例 有些人乘坐化油器普通桑塔纳轿车会感到头晕、呕吐现象；为什么？其主要原因是与汽车的行驶性能与平顺性能有关，即与地面因素有关也与底盘的固有频率有关，普通桑塔纳的固有振动频率与行使的平顺性要求不合适，也即是底盘的设计存在的因素。 6.1.1 汽车行驶平顺性的评价指标 汽车在行驶时对路面不平度的隔振特性，称为汽车行驶平顺性。汽车是由几个具有固有振动频率的系统组成，这些系统包括各车轮和各弹性元件及悬架弹簧等组成；它们之间互相有一定程度的联系。汽车在不平路面上行驶时，会激起汽车的振动；当这种振动达到一定程度时，使乘员感到疲劳和不舒服，或使货物损坏。同时还会引起汽车增加附加载荷，加速汽车有关零件的磨损，缩短汽车的使用寿命。所以，汽车行驶平顺性就是保持汽车在行驶过程中乘员所处的振动环境具有一定的舒适性能；对载货汽车还包括保持货物完好的性能。 汽车行驶平顺性的评价与人体对汽车行驶振动密切相关，它不但受汽车振动频率与强度、振动作用的方向和时间影响；而且又受人的心理、生理状态的影响。所以评价和衡量汽车行驶平顺性是非常困难和复杂的。常用的汽车平顺性评价指标有两种：客观物理量的评价指标和主观感觉评价。 1.汽车行驶平顺性客观物理量评价 ⑴振动加速度振动加速度对平顺性影响很大。人体在不同的振动频率下，能承受的加速度不同。振动的强度采用加速度均方根值表示。国际标准协会提出的ISO2631标准是根据人体对不同方向、不同频率、不同振动强度机械振动的反应制定出三个评定界限，它们分别是： 舒适性降低界限：超过此界限会降低舒适性。 疲劳——工效降低极限：降低工作效率的界限，此界限与保持工作效率有关。 暴露极限：该极限为人体可以承受振动量的上限。 ⑵我国试行标准我国参照ISO2631制订了GB／T4970—1985、GB T5902—1986标准评价汽车行驶平顺性。GB/T4970—1985规定以疲劳——工效降低界限和舒适性降低界限为人体承受振动能力的主要评价指标。其中，轿车和客车用舒适性降低界限评价，货车用疲劳——工效降低界限，并对检测条件和车速做出相应规定。GB／T5902—1986规定以坐垫上和座椅底部地板振动加速度的最大值作为评价指标。 ⑶用车身的固有振动频率评价固有振动频率是指弹性系统由于偶然的干扰而离开

基于MATLAB的汽车平顺性的建模与仿真

（1） 基于MATLAB 的汽车平顺性的建模与仿真 车辆工程专硕1601 Z1604050 晨 1. 数学建模过程 1.1建立系统微分方程 如下图所示，为车身与车轮二自由度振动系统模型： 图中，m2为悬挂质量（车身质量）；m1为非悬挂质量（车轮质量）；K 为弹簧刚度；C 为减振器阻尼系数；Kt 为轮胎刚度；z1为车轮垂直位移；z2为车身垂直位移；q 为路面不平度。 车轮与车身垂直位移坐标为z1、z2，坐标原点选在各自的平衡位置，其运动方程为： 222121 ()()0m z C z z K z z +-+-=1112121()()()0t m z C z z K z z K z q +-+-+-=

（2） （3） （4） （5） （6） 1.2双质量系统的传递特性 先求双质量系统的频率响应函数，将有关各复振幅代入，得： 令： 232t A m j C K K ωω=-+++ 由式（2）得z 2-z 1的频率响应函数： 将式（4）代入式（3）得z 1-q 的频率响应函数： 式中： 下面综合分析车身与车轮双质量系统的传递特性。车身位移z 2对路面位移q 的频率响应函数，由式（4）及（5）两个环节的频率响应函数相乘得到： 2221()() z m j C K z j C K ωωω-++=+2111()()t t z m j C K K z j C K qK ωωω-+++=++1A j C K ω=+K C j m A ++-=ωω222212 122 z A j C K z m K j C A ωωω+==-++2321 N A A A =-212211=t t A K A K z z z A q z q A N N ==

汽车平顺性仿真分析论文

题目汽车平顺性仿真分析 学生姓名xxxxx 学号xxxxxxxx 所在学院xxxxxxxx 专业班级xxxxxxxx 指导教师xxxxxx __ ____ 完成地点xxxxxxxxx 2015年 4 月28 日

汽车平顺性仿真分析 xxx （xxx机械工程学院xxxxx班级xx xx xxx） 指导教师：xxx [摘要]本文介绍了汽车平顺性的发展概况和评价方法，在众多的平顺性研究方法中采用了传统的数学建模研究方法，建立了汽车整车9自由度汽车模型，并应用 MATLAB软件，对模型进行了赋值仿真。参考国内外大量文献，对汽车平顺性的发展及研究方法进行了论述，并对MATLAB软件做了基本介绍，针对汽车平顺性仿真的关键问题：路面激励建模、振动模型建模和仿真方法进行了综述和分析。根据1/2汽车模型建立9自由度动力学模型，模型中包括了驾驶室、发动机、人体座椅，能够方便对平顺性进行评价。然后利用牛顿第二定律建立9自由动力学模型的微分方程，为方便以后计算求出刚度矩阵、阻尼矩阵、输入刚度矩阵并将微分方程用矩阵的形式表示。 [关键词] 9自由度；平顺性；Matlab仿真

Vehicle Ride Simulation Analysis Xxx （Gradexxx,Class1,Major Energy and power engineering，Mechanical Engineering Dept.，xxx University of Technology，xxxxxx，xxxx） tutor: xxxx Abstract：This article describes the ride overview of the development and evaluation methods cars, ride in many studies using the traditional method of mathematical modeling methods, the establishment of a car model automobile 9 degrees of freedom, and MA TLAB software, the model the assignment simulation. Reference to a number of domestic and foreign literature, the car ride development and research methods are discussed, and MA TLAB software to do the basic introduction to the key issues for the car ride simulation: the road excitation modeling, vibration modeling and simulation methods the review and analysis. Established by a car model 9 1/2 DOF dynamic model includes a cab, engine, body seat, to facilitate the evaluation of ride comfort. Then use Newton's second law establishing differential equations 9 free dynamic model for the future to facilitate the calculation determined stiffness matrix, damping matrix and stiffness matrix input and differential equations in matrix form. Key words：9 degrees of freedom ; comfort; matlab/simulink

汽车平顺性脉冲输入试验标准

汽车平顺性脉冲输入试验标准

作者: 日期: 2

汽车平顺性脉冲输入试验规范 2012-12-20 发布2012-12-25 实施

本标准编写格式符合 GB/T 1.1-2009标准规定。 修 订 情 况

汽车平顺性脉冲输入试验规范 1. 范围 本标准为汽车平顺性脉冲输入试验提供依据。 本标准适用于公司设计、生产的整车产品，其它可参照执行。 2. 引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB/T 12534 汽车道路试验方法通则； GB/T 4970-2009 汽车平顺性试验方法 3. 试验条件 3.1试验道路应平直，长度足够按要要求稳定车速； 3.2试验仪器采样频率不低于200Hz。 3.3其它试验条件满足GB/T 12534《汽车道路试验方法通则》与GB/T 4970-2009《汽车平顺性试验方法》的要求。 4. 试验内容与方法 4.1制作一个三角形凸块，形状尺寸如图所示： H:轿车及MPV为40mm城市型SUV（X5）为60mm越野车（X6、X8、X9）为80mm B:按需而定，但必须大于轮宽。 也可用其它形状凸块，如路政常用的减速坎，试验报告中需绘制其截面图。 4.2加速度传感器布置在驾驶员座椅、后排座椅上及这些座椅底部的地坂上。 4.3将凸块放置在试验道路中间并与车辆行驶方向垂直。试验时汽车以规定车速匀速通过凸块。在汽车通过凸块前50m应稳住车速，在汽车前轮到达凸块前开始记录，待汽车驶过凸块并冲击响应消失后停止 记录。 4.4 试验车速为10km/h、20km/h、30km/h、40km/h、50km/h、60km/h，每种车速进行8 次试验。 5. 试验数据处理 5.1用最大的（绝对值）加速度响应azmax与车速v的关系曲线即车速特性azmax—v评价。 5.2取8次试验数据的算术平均值为该车速的试验结果，将结果计入表1中：

ADAMS脉冲平顺性仿真问题总结

ADAMS脉冲平顺性仿真问题小结 一、问题的提出 现由于需要根据平顺性能来匹配减震器，而不是简单的评价整车平顺性的好坏，所以对平顺性仿真提出了比以往更高的要求：不仅最大加速度要与实验数据相符，而且仿真的振动波形也应正确——其振动加速度的时间历程，都可以在物理上得以解释，不一定与实验中的波形相符的很好，但其误差可以得以较为准确的判断。这样好为后续的评价和优化工作做准备。 图1为孙胜利师兄在其毕业论文《位移相关减震器动力学建模及对车辆性能影响的研究》中，对于脉冲平顺性仿真结果（障碍物为国标中三角凸块，我们采用的也是这种工况，详细内容可参见论文72页）。我们认为，此仿真结果很理想，与简单的分析结果没有大的出入，也没有在物理上解释不了的振动。 图1 模型未知车速20km/h 步长未知 二、关于此类工况下振动的简单分析 现就图1中所示的振动，进行简单的分析： 1、第一阶段：经过一段平路后，前轮接触到凸块，产生向上的加速度，在重力的作用下，产生了向下的加速度，表现为一个波峰和一个波谷。 2、第二阶段：前轮着地，在重力、弹簧力和阻尼力的综合作用下，产生欠阻尼的衰减振动。在这里要提到两点：a）一般来说，damper的压缩阻尼都要小于其复原阻尼；b）这一过渡阶段的长短取决于轴距和车速，如果车速较高这个阶段会消失。 3、第三阶段：后轮接触到凸块，产生向上的加速度，在重力的作用下，产生了向下的加速度，表现为一个波峰和一个波谷。 4、第四阶段：后轮着地，在重力、弹簧力和阻尼力的综合作用下，产生欠阻尼的衰减振动，最后整体趋零。 另外，从能量的角度分析，一、三阶段为能量输入阶段，二、四阶段为能量耗散阶段，所以二、四阶段的振动幅值应小于相应的前一阶段。图1所示的仿真结果与以上的分析没有矛盾，即其振动波形在物理上是可以解释的，所以我们认为其仿真效果是理想的。 最后，我们在这里主要是考察整车质心处的acc_normal。我们认为，在凸块形状一定且的情况下，其时间历程仅与车速、前/后轮的载荷、等效spring刚度和等效damper阻尼有关，

汽车平顺性试验

汽车平顺性道路行驶试验报告 一、试验目的和任务 1、学习与该试验有关的数字信号采集和处理的知识。 2、对汽车相应部位振动信号进行采集，并对信号进行处理，作出对被试验车辆平顺性的评价。 3、根据主观感觉的舒适性来评价被检车辆的平顺性，同时，通过试验发现它们在平顺性方面存在的问题，探索产生问题的原因，为汽车平顺性设计提供改进措施。 二、试验内容和条件 1.试验内容 （1）随机输入行驶试验：测定汽车在随机不平路面上行驶时的振动对乘员及货物的影响，评价试验车辆平顺性。试验时，汽车在稳速段内以规定的车速稳定行驶，然后以该稳定车速匀速地驶过试验路段，记录各测量点的加速度时间历程（样本记录长度不小于3min）和平均行驶车速。 （2）脉冲输入行驶试验：测定汽车行驶单凸块时的，对乘员及货物的冲击响应，评价试验车辆平顺性。试验车速分别为10、20、30、40、50、60 km/h，每种车速的试验次数不少于8次。当汽车行驶到距凸块50m远时车速应稳定在试验车速上，而后以稳定的车速驶过凸块，同时用磁带记录仪记录汽车振动的全过程，待汽车驶过凸块并冲击响应消失后，停止记录。测试系统应适宜于冲击测量，其性能应稳定、可靠，频响范围为0.1～100Hz，其中加速度传感器的量程不得小于10g。 2.试验条件 （1）根据试验内容和国标GB/T 4970-1996、GB/T 5902-86要求，本次试验在沥青路面上进行，路面平直、干燥，纵坡不大于1%，长度不小于3km，两端有30～50m扥稳速段，风速不大于5m/s。 （2）汽车各总成、部件、附件及附属装置（包括随车工具与备胎）必须按规定装备齐全，并在规定的位置上，调整状况应符合该车技术条件的规定，轮胎气压符合汽车技术条件的规定，误差不超过±10 kPa。 （3）测试部位的乘员应全身放松，两手自由地放在大腿上，其中驾驶员的两手自然地置于方向盘上，在试验过程中应保持乘坐姿势不变，乘员不靠在靠背上。 三、试验仪器和试验装置 1. 试验车辆：某型号轿车 整车质量 1930 kg。 相应轴载质量：前轴 1062 kg；后轴 868 kg。 悬架型式: 前轴麦弗逊式独立悬架后轴扭力梁式拖曳臂悬架 轮胎型式和轮胎气压 前轮 255/45 R19 104Y x1 ,2.1bar 后轮255/45 R19 104Y x1 ,2.1bar 轴距3122mm

汽车平顺性脉冲输入试验规范

可编辑 汽车平顺性脉冲输入试验规范

前言本标准编写格式符合GB/T 1.1-2009标准规定。

汽车平顺性脉冲输入试验规范 1.范围 本标准为汽车平顺性脉冲输入试验提供依据。 本标准适用于公司设计、生产的整车产品，其它可参照执行。 2.引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。 GB/T 12534 汽车道路试验方法通则； GB/T 4970-2009 汽车平顺性试验方法 3.试验条件 3.1 试验道路应平直，长度足够按要要求稳定车速； 3.2 试验仪器采样频率不低于200Hz。 3.3 其它试验条件满足GB/T 12534 《汽车道路试验方法通则》与GB/T 4970-2009《汽车平顺性试验方法》的要求。 4.试验内容与方法 4.1 制作一个三角形凸块，形状尺寸如图所示： H：轿车及MPV为40mm，城市型SUV(X5)为60mm，越野车（X6、X8、X9）为80mm； B：按需而定，但必须大于轮宽。 也可用其它形状凸块，如路政常用的减速坎，试验报告中需绘制其截面图。 4.2 加速度传感器布置在驾驶员座椅、后排座椅上及这些座椅底部的地坂上。 4.3 将凸块放置在试验道路中间并与车辆行驶方向垂直。试验时汽车以规定车速匀速通过凸块。在汽车通过凸块前50m应稳住车速，在汽车前轮到达凸块前开始记录，待汽车驶过凸块并冲击响应消失后停止记录。 4.4 试验车速为10km/h、20km/h、30km/h、40km/h、50km/h、60km/h，每种车速进行8次试验。 5.试验数据处理 5.1 用最大的（绝对值）加速度响应azmax与车速v的关系曲线即车速特性azmax—v评价。 5.2 取8次试验数据的算术平均值为该车速的试验结果，将结果计入表1中： 表 1

基于MATLAB的汽车平顺性的建模与仿真

基于MATLAB 的汽车平顺性的建模与仿真 车辆工程专硕1601 Z1604050 李晨 1. 数学建模过程 1.1建立系统微分方程 如下图所示，为车身与车轮二自由度振动系统模型： 图中，m2为悬挂质量（车身质量）；m1为非悬挂质量（车轮质量）；K 为弹簧刚度；C 为减振器阻尼系数；Kt 为轮胎刚度；z1为车轮垂直位移；z2为车身垂直位移；q 为路面不平度。 车轮与车身垂直位移坐标为z1、z2，坐标原点选在各自的平衡位置，其运动方程为： 222121()()0m z C z z K z z +-+-=1112121()()()0 t m z C z z K z z K z q +-+-+-=

（5） 1.2双质量系统的传递特性 先求双质量系统的频率响应函数，将有关各复振幅代入，得： 令： 232t A m j C K K ωω=-+++ 由式（2）得z 2-z 1的频率响应函数： 将式（4）代入式（3）得z 1-q 的频率响应函数： 式中： 下面综合分析车身与车轮双质量系统的传递特性。车身位移z 2对 路面位移q 的频率响应函数，由式（4）及（5）两个环节的频率响应函数相乘得到： 2221()() z m j C K z j C K ωωω-++=+2111()()t t z m j C K K z j C K qK ωωω-+++=++1A j C K ω=+K C j m A ++-=ωω222212 122 z A j C K z m K j C A ωωω+==-++2 321N A A A =-21221112=t t A K A K z z z A q z q A N N ==

基于越野路面谱汽车行驶平顺性建模与仿真.doc

基于越野路面谱汽车行驶平顺性建模与仿真 1 引言 汽车的行驶平顺性就是保持汽车在行驶过程中乘员所处的振动环境中具有一定 舒适度的性能，对于载货汽车还包括保持货物完好的性能，它是评价现代汽车的重要性能指标之一。随着汽车工业的发展，如何改善汽车行驶平顺性，已经成为汽车设计者十分关注的问题。 汽车行驶时,路面的不平度会引起汽车的振动。当这种振动达到一定程度时，将使乘客感到不舒适和疲劳、或使运载的货物损坏，汽车行驶平顺性正是根据乘座者的舒适度来评价汽车性能的，又可称为乘座舒适性。汽车是一个复杂的多质量振动系统，其车身通过车架的弹性元件与车桥连接，而车桥又通过弹性轮胎与道路接触，其他如发动机、驾驶室等，也是以橡皮垫固定于车架。在激振力作用下，如道路不平而引起的冲击和加速、减速时的惯性力，以及发动机与传动轴振动等，系统将发生复杂的振动，对乘员的生理反取决于行驶平顺性，而被迫降低行车速度，因而使汽车的平均技术速度减低，运输生产应和所运货物的完整性，均会产生不利的影响。在坏路上，汽车的允许行驶速度受动力性的影响不大，主要率下降。其次，振动产生的动载荷，加速了零件的磨损，乃至引起损坏，降低了汽车使用寿命。此外，振动还引起能量的消耗，使燃料经济性变坏。因此，减少汽车本身的振动，不仅关系到乘坐的舒适和所运货物的完整，而且关系到汽车的运输生产率、燃料经济性、使用寿命和工作可靠性等。 1.1研究的意义 中国作为发展中国家，在过去的20多年里，国民经济持续、健康、快速发展，汽车工业也取得了跨越式的发展，我国的汽车生产能力也得很大的提高。近几年来，我国私人汽车拥有量快速增长，道路的建设，汽车行驶里程越来越远，乘客乘坐时间越来越长，汽车的行驶平顺性更加受到生产厂家及用户的关注。私人汽车拥有量快速增长,道路的建设，汽车行驶里程越来越远，乘客乘坐时间越来越长，汽车的行驶平顺性更加受到生产厂家及用户的关注。 舒适的振动环境，对于乘员，不仅在行驶过程中很重要，而且可以保证乘员到达目的地后，以良好的状态投入工作。对于载货汽车来说，平顺性影响着货物保持完好的程度。因而如何最大限度地降低汽车在行驶过程中产生的振动，甚至更进一步利用振动来为我所用是一项十分有价值和意义的工作，而有关振动在汽车领域的研究更是

汽车行驶平顺性建模与仿真

《物流系统建模与仿真》结课论文汽车行驶平顺性建模与仿真 学院：研究生学院 专业班级：机械工程1402班 学生姓名：剑江湖 时间：2015 年5月18 日

摘要 通过分析汽车振动源和人体对振动的反应, 用模态综合技术, 建立了十三自由度人-椅-车系统的动力学模型, 运用随机振动理论, 给出了振动形态、传递函数、悬架动挠度、车轮动载荷、座椅加速度等参量的计算方法, 开发了一套“ 汽车平顺性仿真软件” 并利用已有的汽车数据, 对汽车行驶时的振动特性进行了仿真, 得到了重要结论: 发动机与轮胎刚度、阻尼, 后桥阻尼对驾驶员座椅处的振动影响不大; 驾驶员座椅的垂直刚度增加很大时, 对垂直方向振动响应比较大; 前桥刚度、阻尼对驾驶员座椅处的振动影响较大; 前轮胎刚度对前桥振动影响较大, 前轮胎刚度增加, 则振动加强;后桥刚度对汽车平顺性有一定影响, 后桥刚度减小, 则座椅处垂直加速度减小. 利用该模型可对汽车行驶平顺性进行预测或评估. 关键词: 汽车; 平顺性; 建模; 仿真

Abstract From the analysis of automobile vibration sources and the human responses to vibration , a mechanic model of man -chair -vehicle system with 13 degrees of freedom is built by vibration pattern analyzing technology .Using the random vibration theory , the calculating methods are developed for parameters , including vibration pattern , transfer function , wheel transient load , and acceleration of seat , automobile ride quality simulation software is developed . With available data of motor , the simulation calculating results about vibration character istics are given ,and important conclusions drawn are as follows : the stiffness and damping of the generator and wheel tire and the damping of back -axis have not much effect on the vibration of the seat ; Vertical stiffness of driver ' s seat has much effect on the vibration as it gets larger ; The stiffness and damping of fore-axis have much effect on the vibration of driver seat . The stiffness of the fore tires has much effect on the vibration of the fore-axis . The vibration increases with the stiffness of fore -tire increasing , The stiffness of back-axis has some effect on the automobile ride quality .As the stiffness of back-axis decreased , the acceleration of the driver ′ s seat decreases . With this simulation software , automobile ride quality can be predicted or evaluated . Key words : Automobile ; ride quality ; model ; simulation

第六章 汽车行驶的平顺性

第六章汽车行驶的平顺性 6.1 平顺性的评价 汽车行驶平顺性，是指汽车在一般行驶速度范围内行驶时，能保证乘员不会因车身振动而引起不舒服和疲劳的感觉，以及保持所运货物完整无损的性能。由于行驶平顺性主要是根据乘员的舒适程度来评价，又称为乘坐舒适性。 汽车作为一个复杂的多质量振动系统，其车身通过悬架的弹性元件与车桥连接，而车桥又通过弹性轮胎与道路接触，其它如发动机、驾驶室等也是以橡胶垫固定于车架上。在激振力作用(如道路不平而引起的冲击和加速、减速时的惯性力等)以及发动机振动与传动轴等振动时，系统将发生复杂的振动。这种振动对乘员的生理反应和所运货物的完整性，均会产生不利的影响；乘员也会因为必须调整身体姿势，加剧产生疲劳的趋势。 车身振动频率较低，共振区通常在低频范围内。为了保证汽车具有良好的平顺性，应使引起车身共振的行驶速度尽可能地远离汽车行驶的常用速度。在坏路上，汽车的允许行驶速度受动力性的影响不大，主要取决于行驶平顺性，而被迫降低汽车行车速度。其次，振动产生的动载荷，会加速零件磨损乃至引起损坏。此外，振动还会消耗能量，使燃料经济性变坏。因此，减少汽车本身的振动，不仅关系到乘坐的舒适和所运货物的完整，而且关系到汽车的运输生产率、燃料经济性、使用寿命和工作可靠性等。 汽车行驶平顺性的评价方法，通常是根据人体对振动的生理反应及对保持货物完整性的影响来制订的，并用振动的物理量，如频率、振幅、加速度、加速度变化率等作为行驶平顺性的评价指标。 目前，常用汽车车身振动的固有频率和振动加速度评价汽车的行驶平顺性。试验表明，为了保持汽车具有良好的行驶平顺性，车身振动的固有频率应为人体所习惯的步行时，身体上、下运动的频率。它约为60～85次/ 分(1H Z ～1.6H Z )，振动加速度极限值为0.2～0.3g。为了保证所运输货物的

汽车操纵稳定性和平顺性的仿真研究

本科生科研训练-项目申请表 2011 年 1 月 2日 项目名称： 汽车操纵稳定性和平顺性的仿真研 究 项目负责人： 所在学院： 能源与动力工程学院 班 级： 联系电话： 指导教师 学校代码：10128 学 号：200820302071

成绩考核表 项目名称汽车操纵稳定性和平顺性的仿真研究成绩 完成人姓名班级交运08- 评阅内容评阅要求得分 资料调研完成相关科研资料的调研。 撰写项目概述。（10分） 立项意义研究现状选题是否紧密结合生产实际或贴近学科前沿。 撰写项目研究意义和课题研究现状。（40分,各20分） 创新性创新点是否明确，创新性与实用性是否兼备。不作评价 成果预见性所研究项目的成果应用前景是否看好，撰写项目应用 前景预测。 不作评价 研究内容研究内容是否按照项目名称、技术路线及目标任务等要求来设置。 只写项目研究内容。（10分） 技术路线技术路线是否科学、合理，思路是否正确完整。不作评价研究方法研究方法是否先进可行，校内条件是否可以达到。不作评价 研发能力研发队伍的合作精神，知识积累及指导老师的相关科 研项目的资助力度是否有利于本项目的开展。 不作评价 完成情况本次科研训练作业是否按期完成；撰写内容、撰写格式是否规范。（20分） 格式规范撰写内容、撰写格式是否规范。（20分） 得分合计 综合评语

一、项目概况 项目名称：汽车操纵稳定性和平顺性的仿真研究 英文：Study on simulation of vehicle handling and stability of peace along 项目概述：（400字以内，五号字，行距16磅） 汽车的操纵稳定性和平顺性是指在驾驶者不感到过分紧张疲劳的条件下，汽车能遵循驾驶者通过转向系及转向车轮给定的方向行驶，且当遭遇外界干扰时，汽车能抵抗干扰而保持稳定行驶的能力汽车的操纵稳定性不仅影响到汽车驾驶的操纵方便程度，而且也是决定高速汽车安全行驶的一个主要性能随着社会经济的发展和汽车科学技术的进步，公路交通呈现出行驶高速化、车流密集化和驾驶员非职业化的趋势。频繁的交通事故使公路的交通安全成为社会广泛关注的问题。为了保证安全行驶，汽车的操纵稳定性受到汽车设计者的很大重视，成为现代汽车的重要使用性能之一。几十年来，如何设计和试验汽车以获得良好的安全性，尤其是如何试验和评价汽车的操纵稳定性，始终是各国学者和设计师们的主要研究方向之一。 本项目通过对汽车在悬架、转向、车身等初始参数匹配状态下整车的操纵稳定性和平顺性的研究，得出的仿真实验数据为评估、改进、优化同型车辆提供了重要的理论参数。该项目研究为整车的设计开发开拓了更加科学的方法解决了一些汽车运动学和动力学的难题。 关键词操纵稳定性；行驶平顺性；仿真技术 类别 √A.自然科学类学术论文□B.科技发明制作A类□C.科技发明制作B类注：科技发明制作A类：指科技含量较高、制作投入较大的作品； 科技发明制作B类：投入较少，为生产技术或社会生活带来便利的小发明、小制作。 申请资助金额大写：小写：项目起止时间 结题形式（打√）√A、论文□B、著作□C、报告□D、软件 申请人情况姓名性别男民族汉出生年月专业交通运输班级 学号2008 所在学院能源与动力工程学院 项 目 组 主 要 成 员 姓名性别学历院系、专业、年级项目分工签名

汽车平顺性测试系统方案

汽车平顺性测试系统方案 一、系统概述 本系统主机核心部件全部采用美国国家仪器公司（NI）产品，通过与PC相连，8路同步采集通道，24位的采样精度和良好的低频响应特性，确保能完整采集到人体乘坐时的敏感振动信号和车内噪声信号。8槽USB机箱扩展性好，可扩展现有采集通道至32通道或其他NI C系列的信号采集模块，完成更多信号的采集测试要求，用户还可以通过NI LabVIEW软件平台进行二次开发，定制自己的测试功能。 本系统的采集、分析软件为全中文界面，融入了本土人员的使用习惯和国家标准规定的测试流程，简单易用。可以自动完成基于1/3倍频程的功率谱密度加权计算，以及获取各轴向的加速度加权均方根值、总加权加速度到均方根值、等效均值等各参数，具有时域、频域分析功能，并能生成统计表格及描绘曲线。能根据国家标准进行数据分析和报告生成，测试曲线和结果可以发往WORD模板和EXCEL软件。 系统中配置了一个单槽的USB插槽，可以进行便携式的平顺性测试，利用笔记本计算机的USB总线完成供电，不需要额外连接电源，非常方便。 通过系统中的声音传感器，用户还可以进行车内的噪声测试，便于进行NVH分析和自定义测试。 二、系统构成 "

数据采集主机 1路噪声信号 USB2.0 7路加速度信号 三、 采集系统介绍 系统参数： 输入通道数： 8通道 （可扩展至32路） 模数转换精度： 24位 采样速率： 2 kS/s~50kS/s 动态范围： 102dB % 传感器供电电流： ，支持ICP 传感器 内置抗混叠滤波器 接头形式： BNC 每通道间隔离： -100 dB at 1 kHz 输入延时： / fs （≤ 25 kS/s ）； / fs （> 25 kS/s ） 精度（0 to 60 °C)： 温度系数： dB/°C 通道间匹配： 增益，相位fin ? ° + °(fin in kHz) | 输入阻抗： >300KΩ 数据接口：

第6章 汽车平顺性范文

第6章汽车的平顺性 学习目标 通过本章的学习，要求掌握汽车行驶平顺性的评价指标和人体对振动反应的感觉界限；掌握汽车振动系统的简化方法，并能正确分析车身振动的单质量系统模型；了解汽车通过性的影响因素。 汽车行驶平顺性，是指汽车在一般行驶速度范围内行驶时，避免因汽车在行驶过程中所产生的振动和冲击，使人感到不舒服、疲劳，甚至损害健康，或者使货物损坏的性能。由于行驶平顺性主要是根据乘员的舒适程度来评价，所以又称为乘坐舒适性。 汽车是一个复杂的多质量振动系统，其车身通过悬架的弹性元件与车桥连接，而车桥又通过弹性轮胎与道路接触，其他如发动机、驾驶室等，也是以橡皮垫固定于车架上。由于道路不平而引起的冲击和加速、减速时的惯性力，以及发动机与传动轴振动等产生的激振力作用于车辆系统，将使系统发生复杂的振动，对乘员的生理反应和所运货物的完整性，均会产生不利的影响。在坏路上，汽车的允许行驶速度受动力性的影响不大，主要取决于行驶平顺性；而因坏路被迫降低行车速度，因而使汽车的平均技术速度减低，运输生产率下降。其次，振动产生的动载荷，加速了零件的磨损，乃至引起损坏，降低了汽车的使用寿命。此外，振动还引起能量的消耗，使燃料经济性变差。因此，减少汽车本身的振动，不仅关系到乘坐的舒适和所运货物的完整，而且关系到汽车的运输生产率、燃料经济性、使用寿命和工作可靠性等方面。 6.1节人体对振动的反应和平顺性的评价 6.1.1 汽车行驶平顺性的评价指标 汽车行驶平顺性的评价方法，通常是根据人体对振动的生理反应，以及对保持货物完整性的影响制定的，并用振动的物理量，如频率、振幅、加速度等作为行驶平顺性的评价指标。 目前常用汽车车身振动的固有频率和振动加速度均方根值，评价汽车的行驶平顺性。试验表明，为了保持汽车具有良好的行驶平顺性，车身振动的固有频率应为人体所习惯的步行时，身体上、下运动的频率，它约为60～80次／min(1～1.6Hz),振动加速度的极限值为0.2g～0.3g。为了保证运输货物的完整性，车身振动加速度也不宜过大。如果车身加速度达到1g,没有经固定的货物，就有可能离开车厢底板。所以，车身振动加速度的极限值应低于0.6g～0.7g。 6.1.2 人体对振动的反应 70年代，国际标准化组织（ISO）在综合大量有关人体全身振动的研究工作和文献的基础上，订出了国际标准IS02631—1978E《人体承受全身振动的评价指南》，这样在人承受全身振动的评价方面才有了国际通用性标准。该标准用加速度的均方根值给出了在1～80Hz 振动频率范围内人体对振动反应的三个不同的感觉界限。它们分别是暴露极限、疲劳降低工作效率界限和舒适降低界限。 6.1.2.1 暴露极限

家用轿车平顺性的仿真分析

家用轿车平顺性的仿真分析 任务书 1．课题意义及目标 学生应通过本次毕业设计，综合运用所学过的基础理论知识，在深入了解汽车悬架系统工作原理以及汽车平顺性的评价方法的基础上，建立系统的数学模型，并利用Matlab中的Simulink工具，对系统进行动态仿真，给出仿真实验结果。为学生在毕业后从事机电控制系统设计工作打好基础。 2．主要任务 （1）分析汽车悬架系统工作原理以及汽车平顺性的评价方法； （2）建立系统的数学模型； （3）编写matlab/simulink 仿真程序； （4）调试、分析仿真结果； 3．主要参考资料 [1] 余志生.汽车理论.北京:机械工业出版社. [2] 陈桂明，张明照等编著.应用MATLAB建模与仿真 [M].科学出版社. [3] 钟麟,王峰编著. MATLAB仿真技术与应用教程 [M].国防工业出版社. [4] 张森，张正亮等编著. MATLAB仿真技术与实例应用教程 [M].机械工业出版社. 4．进度安排 审核人：年月日

家用轿车平顺性的仿真分析 摘要：本文根据平顺性研究的内容和意义，运用MATLAB/Simulink软件，构造出汽八自由度汽车整车模型，还参考某经济型轿车的参数，给模型赋值进行仿真。按照国家标准模拟了不同车速下的汽车试验，得出了平顺性仿真在不同车速下时间域和频率域的仿真结果。 本文还根据车辆平顺性的国家B级路面试验结果，对模型的准确性性进行了检验，并分析研究家用轿车的平顺性。根据实车平顺性的特点，在仿真模型中系统分析了平顺性有关的各参量对汽车平顺性的影响，同时改进车辆悬架系统的一些参数，然后将改进后参数在模型中进行仿真，得出结果，并提出具有一定可行性的建议，为家用轿车平顺性的研究打下一定的基础。 关键词：平顺性，八自由度，Simulink，仿真分析 The Simulation Analysis of Family Car Ride Comfort Abstract：Based on the content and meaning of ride comfort studies, using MATLAB / Simulink software, constructed out of steam automobile model eight degrees of freedom, but also a reference to a economy car parameters assigned to the model simulation. In accordance with national standards test simulates the car under different speeds, come to ride simulation simulation time domain and frequency domain at different speeds. This article also based vehicle ride comfort level B state road test results, the accuracy of the model was examined and analyzed,, car ride home. According to the actual vehicle ride comfort characteristics, in the simulation model system analyzes the impact of various parameters related to ride on the vehicle ride comfort while improving vehicle suspension system parameters, and then the improved simulation parameters in the model, too the results and recommendations it is feasible to lay a foundation for the car ride home study. Keywords: Comfort, Eight Degrees of Freedom, Simulink, Simulation Analysis

汽车操纵稳定性和平顺性的仿真研究[1]

题目：汽车操纵稳定性和平顺性的仿真研究 第一章整车操纵稳定性试验仿真分析本章节，在前悬架优化的基础上建立整车模型。整车进行转向回正试验、转向轻便性试验、稳态回转试验，并根据国标计分评价。 1.1转向回正试验仿真分析 转向回正试验是研究汽车瞬态响应特性的一种重要试验方法，尤其是研究汽车能否恢复直线行驶能力的一种重要试验方法，汽车的转向回正表达了汽车的自由控制运动特性，其实质是一种力阶跃输入试验。国标 GB/T6323.4-94对试验做出了相关规定。低速回正试验在半径为15m圆周上侧向加速度达到4m/s^2，，然后然放松转向盘，记录汽车的状态。由于该重货车最高车速为90km/h，按照国标规定不需要进行高速转向回正试验。对于侧向加速度达不到4士0.2m/s^2的汽车，按试验汽车所能达到的最高侧向加速度进行试验。试验按向左与向右两 个方向进行，每个方向三次[1] . 1.1.1仿真曲线: 仿真中设定圆弧半径为15m，要达到4士0.2m/s的侧向加速度车速必须大于7.746m/s^2。左转低速转向回正试验具体仿真结果如下(右转仿真结果略):

1.1.2仿真结论: 对于虚拟样车系统，回正特性的主要参数根据国标GB/T6323.4-94规定的转向回正试验要求计算，结果见表6-1。

1.2转向瞬态响应试验(转向盘转角阶跃输入)仿真分析 瞬态转向特性是指汽车在受到外界扰动下，达到稳态状态前表现出来的特性，瞬态转向特性是汽车最重要的性能之一，是评价汽车高速行驶安全性的一个重要指标。 1.2.1试验方法: 具体做法参照国标GB/T6323.2-1994。试验车速按被测汽车最高车速的70%并四舍五入为10的整数倍确定。该重型货车最高车速为90KM/h，所以试验车速取6Okm/h。试验中转向盘转角的预选位置(输入角)，按稳态侧向加速度值1-3m/s^2确定，从侧向加速度为lm/s^2做起，每间隔0.5m/m^2进行一次试验。汽车以试验车速直线行驶，经过一段时间，以尽快的速度(起跃时间不大于0.2s 或起跃速度不低于200 /s)转动转向盘，使其达到预先选好的位置并固定数秒 钟(待所测变量过渡到新稳态值)，停止记录。记录过程中保持车速不变[2] 。 1.2.2试验曲线: 以下为向左转侧向加速度为2m/s^2时的转向盘转角时间历程(如图6-28)、横摆角速度响应(如图6-29)、侧向加速度响应(图6-30)、车身侧倾角响应(图6-31)、汽车质心侧偏角响应(图6-32)等曲线。

LMS Virtual Motin车辆平顺性和操纵稳定性培训 讲义 第2天

https://www.sodocs.net/doc/df13355127.html,b Vehicle Dynamics Day 2: Full Vehicle Assembly
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Agenda
Day Two: Full Vehicle Assembly Tire Modeling (timing option 2) ?VL Tire options ?VL Road options ?VL Exercise: Tire test machine Full Vehicle Assembly ?Motion Publications ?Vehicle Analysis element Full Vehicle Handling ?Steady-State Cornering ? VL exercise: Constant Radius Corner
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Full Vehicle Assembly
Motion Publications Vehicle Analysis element
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Parent Document and Submechanisms
https://www.sodocs.net/doc/df13355127.html,b has a method to assembly small submodels in to a single mechanism. The assembly is called the Parent and the subsystems are called Submechanism
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Parent
Model1
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Model1
Model2
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Model2
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Model3
Results Results
Model3
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