第六章汽车平顺性解析.ppt

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1、第六章第六章 汽车的平顺性汽车的平顺性第一节第一节第一节第一节 人体对振动的反应和平顺性的评价人体对振动的反应和平顺性的评价人体对振动的反应和平顺性的评价人体对振动的反应和平顺性的评价第二节第二节第二节第二节 路面不平度的统计特性路面不平度的统计特性路面不平度的统计特性路面不平度的统计特性第三节第三节第三节第三节 单质量系统的振动单质量系统的振动单质量系统的振动单质量系统的振动第四节第四节第四节第四节 车身与车轮双质量系统的振动车身与车轮双质量系统的振动车身与车轮双质量系统的振动车身与车轮双质量系统的振动第五节第五节第五节第五节 双轴汽车的振动双轴汽车的振动双轴汽车的振动双轴汽车的振动第六节第

2、六节第六节第六节 人体人体人体人体座椅系统的振动座椅系统的振动座椅系统的振动座椅系统的振动1/16/20231第一讲第一讲第一节第一节第一节第一节 人体对振动的反应和平顺性的评价人体对振动的反应和平顺性的评价人体对振动的反应和平顺性的评价人体对振动的反应和平顺性的评价第二节第二节第二节第二节 路面不平度的统计特性路面不平度的统计特性路面不平度的统计特性路面不平度的统计特性1/16/20232汽车使用性能的主要指标汽车使用性能的主要指标汽车使用性能的主要指标汽车使用性能的主要指标乘坐舒适性乘坐舒适性乘坐舒适性乘坐舒适性1 1 1 1）振动频率）振动频率）振动频率）振动频率2 2 2 2）振动加速

3、度）振动加速度）振动加速度）振动加速度3 3 3 3）振幅）振幅）振幅）振幅第六章第六章第六章第六章 汽车的平顺性汽车的平顺性汽车的平顺性汽车的平顺性1/16/20233概述概述 汽汽车车在在运运行行过过程程中中，路路面面不不平平等等原原因因引引起起汽车振动，它影响汽车振动，它影响舒适性舒适性和和身体健康身体健康。保保持持振振动动环环境境的的舒舒适适性性，以以保保持持驾驾驶驶员员在在复复杂杂行行驶驶和和操操纵纵条条件件下下，具具有有良良好好的的心心理理状状态态和准确灵敏的反应。和准确灵敏的反应。汽汽车车的的平平顺顺性性影影响响“人人汽汽车车”系系统统的的操操纵稳定性以及行驶安全性。纵稳定性以及

4、行驶安全性。第六章第六章第六章第六章 汽车的平顺性汽车的平顺性汽车的平顺性汽车的平顺性1/16/20234第六章第六章第六章第六章 汽车的平顺性汽车的平顺性汽车的平顺性汽车的平顺性路面路面路面路面汽车汽车汽车汽车人人人人1/16/20235平平顺顺性性：保保持持汽汽车车行行驶驶过过程程中中乘乘员员所所处处的的振振动动环环境境具具有有一一定定舒舒适适度度的的性性能能，并保持货物的完好无损。并保持货物的完好无损。评价方法：评价方法：根据乘员舒适程度评价根据乘员舒适程度评价 汽车振动系统及其评价指标汽车振动系统及其评价指标分别代表什么？分别代表什么？分别代表什么？分别代表什么？第六章第六章第六章第六

5、章 汽车的平顺性汽车的平顺性汽车的平顺性汽车的平顺性1/16/20236输入振动系统输出评价指标输入振动系统输出评价指标输入振动系统输出评价指标输入振动系统输出评价指标输输 入：入：路面不平度、车速。路面不平度、车速。振动系统：振动系统：弹性元件、阻尼元件、质量。弹性元件、阻尼元件、质量。输输 出：出：悬挂质量或人体加速度、车轮动载荷。悬挂质量或人体加速度、车轮动载荷。评价指标：评价指标：人体对振动的响应、轮胎的接地性。人体对振动的响应、轮胎的接地性。第六章第六章第六章第六章 汽车的平顺性汽车的平顺性汽车的平顺性汽车的平顺性1/16/20237人体的基本运动习惯：人体的基本运动习惯：人人体体习

6、习惯惯的的步步行行时时，身身体体上上下下运运动动的的频频率率为为60-80次次/min，即即1-1.4Hz，振振动动的的加加速速度度极限值为极限值为0.2-0.3g。货物运动：货物运动：车身振动加速度不能大于车身振动加速度不能大于1g。为什么？为什么？为什么？为什么？第一节第一节第一节第一节 人体对振动的反应和平顺性的评价人体对振动的反应和平顺性的评价人体对振动的反应和平顺性的评价人体对振动的反应和平顺性的评价1/16/20238 身身身身体体体体的的的的各各各各个个个个部部部部分分分分又又又又有有有有各各各各自自自自的的的的固固固固有有有有频频频频率率率率。例例例例如如如如，头头头头颅颅颅颅

7、骨骨骨骨的的的的固固固固有有有有频频频频率率率率大大大大致致致致为为为为300-400Hz300-400Hz，而而而而腹腹腹腹部部部部内内内内脏脏脏脏的的的的固固固固有有有有频频频频率率率率约约约约为为为为4-8Hz4-8Hz，脊脊脊脊椎椎椎椎系系系系统统统统大大大大致致致致为为为为8-12.5Hz8-12.5Hz等等等等。车车车车辆辆辆辆的的的的随随随随机机机机振振振振动动动动，对对对对人人人人体体体体系系系系统统统统来来来来说说说说就就就就是是是是一一一一种种种种激激激激励励励励。这这这这种种种种随随随随机机机机激激激激励励励励的的的的频频频频率率率率往往往往往往往往不不不不是是是是一一一

8、一个个个个或或或或几几几几个个个个而而而而是是是是分分分分布布布布在在在在某某某某一一一一频频频频率率率率范范范范围围围围内内内内，形形形形成成成成一一一一个个个个频频频频带带带带。于于于于是是是是，它它它它总总总总可可可可以以以以使使使使人人人人体体体体的的的的某某某某一一一一部部部部分分分分发发发发生生生生共共共共振振振振，人人人人就就就就会会会会感感感感到到到到不不不不适适适适。比比比比方方方方说说说说，当当当当车车车车辆辆辆辆随随随随机机机机振振振振动动动动频频频频带带带带在在在在4-8Hz4-8Hz附附附附近近近近时时时时，腹腹腹腹腔腔腔腔将将将将要要要要发发发发生生生生共共共共振振

9、振振，人人人人就就就就难难难难受受受受得得得得会会会会呕呕呕呕吐吐吐吐；当当当当车车车车辆辆辆辆随随随随机机机机振振振振动动动动的的的的频频频频率率率率提提提提高高高高到到到到300-400Hz300-400Hz时时时时，脑腔要发生共振，人就会感到头昏难受。脑腔要发生共振，人就会感到头昏难受。脑腔要发生共振，人就会感到头昏难受。脑腔要发生共振，人就会感到头昏难受。第一节第一节第一节第一节 人体对振动的反应和平顺性的评价人体对振动的反应和平顺性的评价人体对振动的反应和平顺性的评价人体对振动的反应和平顺性的评价1/16/20239第一节第一节第一节第一节 人体对振动的反应和平顺性的评价人体对振动的

10、反应和平顺性的评价人体对振动的反应和平顺性的评价人体对振动的反应和平顺性的评价1/16/202310 平顺性主要靠平顺性主要靠主观感觉主观感觉判断。判断。国国际际标标准准ISO 2631人人体体承承受受全全身身振振动动的的评评价价指指南南，以以短短时时间间简简谐谐振振动动的的实实验验结结果果为为基基础础。我我国国国国家家标标准准汽汽车车平平顺顺性性随随机机输输入入行行驶驶试试验验方方法法以及以及客车平顺性评价指标及极限客车平顺性评价指标及极限。ISO 2631用用加加速速度度均均方方根根值值给给出出了了180Hz振振动频率范围内人体动频率范围内人体对对振动反应的三个不同界限。振动反应的三个不同

11、界限。rms加速度均方根值加速度均方根值1/16/202311 暴暴暴暴露露露露界界界界限限限限：当当当当人人人人体体体体承承承承受受受受的的的的振振振振动动动动强强强强度度度度在在在在此此此此界界界界限限限限内内内内，将将将将保保保保持人的健康或安全。持人的健康或安全。持人的健康或安全。持人的健康或安全。它作为人体可它作为人体可它作为人体可它作为人体可承受振动量承受振动量承受振动量承受振动量的上限。的上限。的上限。的上限。疲疲疲疲劳劳劳劳工工工工效效效效降降降降低低低低界界界界限限限限T TFDFD：当当当当人人人人承承承承受受受受的的的的振振振振动动动动强强强强度度度度在在在在此此此此界界

12、界界限限限限内内内内时时时时，能能能能准准准准确确确确灵灵灵灵敏敏敏敏地地地地反反反反应应应应，正正正正常常常常地地地地进进进进行行行行驾驾驾驾驶驶驶驶。它它它它与与与与保持工作保持工作保持工作保持工作效率效率效率效率有关。有关。有关。有关。舒舒舒舒适适适适降降降降低低低低界界界界限限限限T TCDCD：在在在在此此此此界界界界限限限限之之之之内内内内，人人人人体体体体对对对对所所所所暴暴暴暴露露露露的的的的振振振振动动动动环环环环境境境境主主主主观观观观感感感感觉觉觉觉良良良良好好好好，能能能能顺顺顺顺利利利利地地地地完完完完成成成成吃吃吃吃、读读读读、写写写写等动作。等动作。等动作。等动作

13、。它它它它与与与与保持舒适保持舒适保持舒适保持舒适有关。有关。有关。有关。1/16/202312ISO 2631 人体对振动反应的人体对振动反应的“疲劳疲劳-工效降低界限工效降低界限”（垂直方向）（垂直方向）分别代表什么？分别代表什么？分别代表什么？分别代表什么？1/16/202313第一节第一节第一节第一节 人体对振动的反应和平顺性的评价人体对振动的反应和平顺性的评价人体对振动的反应和平顺性的评价人体对振动的反应和平顺性的评价 平顺性的评价标准平顺性的评价标准平顺性的评价标准平顺性的评价标准评价标准评价标准评价标准评价标准 ISO2631-1:1997(E)ISO2631-1:1997(E)

14、人人人人体体体体承承承承受受受受全全全全身身身身振振振振动动动动评评评评价价价价第第第第一一一一部部部部分分分分：一般要求一般要求一般要求一般要求 GB/T4970-1996GB/T4970-1996汽车平顺性随机输入行驶试验方法汽车平顺性随机输入行驶试验方法汽车平顺性随机输入行驶试验方法汽车平顺性随机输入行驶试验方法所考虑的振动所考虑的振动所考虑的振动所考虑的振动ISO2631-1ISO2631-1规规规规定定定定，舒舒舒舒适适适适性性性性评评评评价价价价时时时时，考考考考虑虑虑虑座座座座椅椅椅椅支支支支承承承承处处处处的的的的3 3个个个个线线线线振振振振动动动动和和和和3 3个个个个角角

15、角角振振振振动动动动，靠靠靠靠背背背背和和和和脚脚脚脚支支支支承承承承处处处处各各各各3 3个个个个线线线线振振振振动动动动，共共共共1212个个个个轴轴轴轴向向向向振振振振动动动动。健健健健康康康康影影影影响响响响评评评评价价价价时时时时，仅仅仅仅考考考考虑虑虑虑座座座座椅椅椅椅支支支支承承承承处处处处的的的的3 3个个个个线线线线振振振振动动动动x xs s、y ys s、z zs s。1/16/202314人体坐姿受振模型人体坐姿受振模型人体坐姿受振模型人体坐姿受振模型第一节第一节第一节第一节 人体对振动的反应和平顺性的评价人体对振动的反应和平顺性的评价人体对振动的反应和平顺性的评价人体

16、对振动的反应和平顺性的评价座椅支撑面处座椅支撑面处座椅支撑面处座椅支撑面处3+33+3脚支撑面处脚支撑面处脚支撑面处脚支撑面处3 3座椅靠背处座椅靠背处座椅靠背处座椅靠背处3 31/16/2023151 1、轴加权系数、轴加权系数、轴加权系数、轴加权系数 对对对对不不不不同同同同方方方方向向向向振振振振动动动动，人人人人体体体体敏敏敏敏感感感感度度度度不不不不一一一一样样样样。该该该该标标标标准准准准用用用用轴轴轴轴加加加加权系数权系数权系数权系数描述这种敏感度。描述这种敏感度。描述这种敏感度。描述这种敏感度。2 2、频率加权系数、频率加权系数、频率加权系数、频率加权系数 对对对对不不不不同同

17、同同频频频频率率率率的的的的振振振振动动动动，人人人人体体体体敏敏敏敏感感感感度度度度也也也也不不不不一一一一样样样样。例例例例如如如如，人人人人体体体体内内内内脏脏脏脏在在在在椅椅椅椅面面面面z z向向向向振振振振动动动动4-8Hz4-8Hz发发发发生生生生共共共共振振振振，8-12.5Hz8-12.5Hz对对对对脊脊脊脊椎椎椎椎影影影影响响响响大大大大。椅椅椅椅面面面面水水水水平平平平振振振振动动动动敏敏敏敏感感感感范范范范围围围围在在在在0.5-2Hz0.5-2Hz。标标标标准准准准用用用用频频频频率率率率加加加加权函数权函数权函数权函数w w描述这种敏感度。描述这种敏感度。描述这种敏感

18、度。描述这种敏感度。第一节第一节第一节第一节 人体对振动的反应和平顺性的评价人体对振动的反应和平顺性的评价人体对振动的反应和平顺性的评价人体对振动的反应和平顺性的评价1/16/202316椅面椅面椅面椅面x,yx,y向和靠背向和靠背向和靠背向和靠背y y向向向向 ：椅面椅面椅面椅面z z向：向：向：向：靠背靠背靠背靠背x x向向向向 ：频率加权系数频率加权系数频率加权系数频率加权系数第一节第一节第一节第一节 人体对振动的反应和平顺性的评价人体对振动的反应和平顺性的评价人体对振动的反应和平顺性的评价人体对振动的反应和平顺性的评价1/16/202317频频频频率率率率加加加加权权权权滤滤滤滤波波波

19、波网络网络网络网络a aw w(t)(t)a(t)a(t)3 3、均方根值、均方根值、均方根值、均方根值 a(ta(t)是测试的加速度时间信号。是测试的加速度时间信号。是测试的加速度时间信号。是测试的加速度时间信号。4 4、加权均方根值、加权均方根值、加权均方根值、加权均方根值 a aw w(t(t)是是是是通通通通过过过过频频频频率率率率加加加加权权权权函函函函数数数数滤滤滤滤波波波波网网网网络络络络后后后后得到的加速度时间信号。得到的加速度时间信号。得到的加速度时间信号。得到的加速度时间信号。第一节第一节第一节第一节 人体对振动的反应和平顺性的评价人体对振动的反应和平顺性的评价人体对振动的

20、反应和平顺性的评价人体对振动的反应和平顺性的评价1/16/202318第一节第一节第一节第一节 人体对振动的反应和平顺性的评价人体对振动的反应和平顺性的评价人体对振动的反应和平顺性的评价人体对振动的反应和平顺性的评价1/16/2023191 1、按按按按加加加加速速速速度度度度加加加加权权权权均均均均方方方方根根根根值值值值评评评评价价价价。样样样样本本本本时时时时间间间间T T一一一一般般般般取取取取120s120s。2 2、同同同同时时时时考考考考虑虑虑虑3 3个个个个方方方方向向向向3 3轴轴轴轴向向向向x xs s、y ys s、z zs s振振振振动动动动的的的的总总总总加加加加权权

21、权权加加加加速度均方根值速度均方根值速度均方根值速度均方根值为：为：为：为：平顺性评价方法平顺性评价方法平顺性评价方法平顺性评价方法第一节第一节第一节第一节 人体对振动的反应和平顺性的评价人体对振动的反应和平顺性的评价人体对振动的反应和平顺性的评价人体对振动的反应和平顺性的评价1/16/202320第一节第一节第一节第一节 人体对振动的反应和平顺性的评价人体对振动的反应和平顺性的评价人体对振动的反应和平顺性的评价人体对振动的反应和平顺性的评价三个方向总加权加速度均方根值三个方向总加权加速度均方根值三个方向总加权加速度均方根值三个方向总加权加速度均方根值总加权振级总加权振级总加权振级总加权振级L

22、 Lawawa a0 0参考加速度均方根值参考加速度均方根值参考加速度均方根值参考加速度均方根值。1/16/202321第一节第一节第一节第一节 人体对振动的反应和平顺性的评价人体对振动的反应和平顺性的评价人体对振动的反应和平顺性的评价人体对振动的反应和平顺性的评价 数数数数据据据据处处处处理理理理系系系系统统统统引引引引进进进进快快快快速速速速傅傅傅傅里里里里叶叶叶叶变变变变换换换换，采采采采用用用用相相相相应应应应的的的的软软软软件件件件，快快快快速速速速、精精精精确确确确的的的的进进进进行行行行自自自自谱谱谱谱、互互互互谱谱谱谱、传传传传递递递递函函函函数数数数、相相相相干干干干函函函函

23、数数数数和和和和概率统计等各种数据处理。概率统计等各种数据处理。概率统计等各种数据处理。概率统计等各种数据处理。记录的模拟信号记录的模拟信号 模拟模拟模拟模拟-数字转换数字转换数字转换数字转换i i=1,2,=1,2,N N/2/2快速傅里叶变换快速傅里叶变换快速傅里叶变换快速傅里叶变换K K=1,2,=1,2,N N/2/2计算自功率谱计算自功率谱 频率加权频率加权均方根值计算均方根值计算1/16/202322第一节第一节第一节第一节 人体对振动的反应和平顺性的评价人体对振动的反应和平顺性的评价人体对振动的反应和平顺性的评价人体对振动的反应和平顺性的评价 按按照照ISO-2631标标准准进进

24、行行频频率率加加权权的的“人人体体振振动动测测量量仪仪”在在平平顺顺性性评评价价试试验验中中得得到到采采用用。这这种种仪仪器器通通常常用用模模拟拟/数字混合法计算加权加速度均方根值。数字混合法计算加权加速度均方根值。记录的模拟信号记录的模拟信号模拟模拟-数字转换数字转换i=1,2,N/2模拟模拟 频率频率加权滤波加权滤波均方根值计算均方根值计算1/16/202323平顺性指标和人的感觉间的关系平顺性指标和人的感觉间的关系平顺性指标和人的感觉间的关系平顺性指标和人的感觉间的关系第一节第一节第一节第一节 人体对振动的反应和平顺性的评价人体对振动的反应和平顺性的评价人体对振动的反应和平顺性的评价人体

25、对振动的反应和平顺性的评价L Lawaw和和和和a aw w与人的主观感觉之间的关系与人的主观感觉之间的关系与人的主观感觉之间的关系与人的主观感觉之间的关系加权加速度均方根值加权加速度均方根值加权加速度均方根值加权加速度均方根值a aw w加权振级加权振级加权振级加权振级L Lawaw人的主观感觉人的主观感觉人的主观感觉人的主观感觉0.3152.02.0126126极不舒适极不舒适极不舒适极不舒适1/16/202324路面纵向断面曲线路面纵向断面曲线路面纵向断面曲线路面纵向断面曲线第二节第二节第二节第二节 路面不平度的统计特征路面不平度的统计特征路面不平度的统计特征路面不平度的统计特征1/16

26、/202325第二节第二节第二节第二节 路面不平度的统计特征路面不平度的统计特征路面不平度的统计特征路面不平度的统计特征1/16/202326 路路路路面面面面不不不不平平平平度度度度的的的的功功功功率率率率谱谱谱谱通通通通常常常常把把把把相相相相对对对对基基基基准准准准平平平平面面面面的的的的高高高高度度度度q q，沿沿沿沿着着着着道道道道路路路路走走走走向向向向长长长长度度度度I I的的的的变变变变化化化化q(Iq(I)称称称称为为为为道道道道路路路路纵纵纵纵(断断断断面面面面)曲曲曲曲线或不平度函数。线或不平度函数。线或不平度函数。线或不平度函数。根根根根据据据据测测测测量量量量的的的的

27、路路路路面面面面不不不不平平平平度度度度随随随随机机机机数数数数据据据据，在在在在计计计计算算算算机机机机上上上上处处处处理得到理得到理得到理得到路面不平度功率谱路面不平度功率谱路面不平度功率谱路面不平度功率谱 或方差或方差或方差或方差 。如何理解？如何理解？如何理解？如何理解？第二节第二节第二节第二节 路面不平度的统计特征路面不平度的统计特征路面不平度的统计特征路面不平度的统计特征1/16/202327第二节第二节第二节第二节 路面不平度的统计特征路面不平度的统计特征路面不平度的统计特征路面不平度的统计特征一、路面不平度的功率谱密度一、路面不平度的功率谱密度一、路面不平度的功率谱密度一、路面

28、不平度的功率谱密度式中式中式中式中 n n空间频率，空间频率，空间频率，空间频率，mm-1-1 n n0 00.1 m0.1 m-1-1 G Gq q(n(n0 0)路面不平度系数路面不平度系数路面不平度系数路面不平度系数(m(m2 2/m/m-1-1)w w频率指数，一般取为频率指数，一般取为频率指数，一般取为频率指数，一般取为2 20.011-2.830.011-2.831/16/202328第二节第二节第二节第二节 路面不平度的统计特征路面不平度的统计特征路面不平度的统计特征路面不平度的统计特征1/16/202329纵坐标和横坐标均采用对数单位纵坐标和横坐标均采用对数单位纵坐标和横坐标均

29、采用对数单位纵坐标和横坐标均采用对数单位第二节第二节第二节第二节 路面不平度的统计特征路面不平度的统计特征路面不平度的统计特征路面不平度的统计特征1/16/202330第二节第二节第二节第二节 路面不平度的统计特征路面不平度的统计特征路面不平度的统计特征路面不平度的统计特征1/16/202331第二节第二节第二节第二节 路面不平度的统计特征路面不平度的统计特征路面不平度的统计特征路面不平度的统计特征位移功率谱位移功率谱位移功率谱位移功率谱速度功率谱速度功率谱速度功率谱速度功率谱加速度功率谱加速度功率谱加速度功率谱加速度功率谱1/16/202332第二节第二节第二节第二节 路面不平度的统计特征路

30、面不平度的统计特征路面不平度的统计特征路面不平度的统计特征大大大大小小小小在在在在整整整整个个个个频频频频率率率率范范范范围围围围内内内内不不不不变变变变，即即即即:为为为为一一一一常常常常数数数数，称为白噪声。称为白噪声。称为白噪声。称为白噪声。1/16/202333第二节第二节第二节第二节 路面不平度的统计特征路面不平度的统计特征路面不平度的统计特征路面不平度的统计特征二、路面空间频率谱密度化为时间谱密度二、路面空间频率谱密度化为时间谱密度二、路面空间频率谱密度化为时间谱密度二、路面空间频率谱密度化为时间谱密度1 1、空间频率与时间频率、空间频率与时间频率、空间频率与时间频率、空间频率与时

31、间频率的关系的关系的关系的关系 f=u*n 这这这这里里里里n n是是是是空空空空间间间间频频频频率率率率(每每每每米米米米波波波波长长长长数数数数)。u u是是是是车车车车速速速速(m/s)(m/s)，f f是是是是时时时时间间间间频频频频率率率率(Hz,(Hz,每秒波长数每秒波长数每秒波长数每秒波长数)。时间频率范围？时间频率范围？时间频率范围？时间频率范围？1/16/202334第二节第二节第二节第二节 路面不平度的统计特征路面不平度的统计特征路面不平度的统计特征路面不平度的统计特征2 2、路面时间谱密度与空间频率谱密度的关系、路面时间谱密度与空间频率谱密度的关系、路面时间谱密度与空间频

32、率谱密度的关系、路面时间谱密度与空间频率谱密度的关系1/16/202335空间频率和时间频率谱密度的关系空间频率和时间频率谱密度的关系空间频率和时间频率谱密度的关系空间频率和时间频率谱密度的关系时间频率谱密度时间频率谱密度时间频率谱密度时间频率谱密度G Gq q(f f)空间频率谱密度空间频率谱密度空间频率谱密度空间频率谱密度G Gq q(n(n)n nf fu=1/2u=1u=2112Gq(f)n速度速度速度速度u u不同时，空不同时，空不同时，空不同时，空间频率与时间频间频率与时间频间频率与时间频间频率与时间频率的关系率的关系率的关系率的关系1/16/202336第二节第二节第二节第二节

33、路面不平度的统计特征路面不平度的统计特征路面不平度的统计特征路面不平度的统计特征上式可化为上式可化为上式可化为上式可化为还可得到还可得到还可得到还可得到1/16/202337第二节第二节第二节第二节 路面不平度的统计特征路面不平度的统计特征路面不平度的统计特征路面不平度的统计特征位移功率谱密度位移功率谱密度位移功率谱密度位移功率谱密度速度功率谱密度速度功率谱密度速度功率谱密度速度功率谱密度加速度功率谱密度加速度功率谱密度加速度功率谱密度加速度功率谱密度覆覆覆覆盖盖盖盖了了了了在在在在常常常常用用用用车车车车速速速速下下下下车车车车身身身身质质质质量量量量的的的的振振振振动动动动频频频频率率率率

34、范范范范围围围围1-1-2Hz2Hz以及车轮质量振动的频率范围以及车轮质量振动的频率范围以及车轮质量振动的频率范围以及车轮质量振动的频率范围10-15Hz10-15Hz1/16/202338左、右轮相关左、右轮相关左、右轮相关左、右轮相关前、后轮相关前、后轮相关前、后轮相关前、后轮相关路面的冲击大小还与汽车行驶速度直接相关。路面的冲击大小还与汽车行驶速度直接相关。第二节第二节第二节第二节 路面不平度的统计特征路面不平度的统计特征路面不平度的统计特征路面不平度的统计特征1/16/202339time(sec)路面对前轮的激励（路面对前轮的激励（v=36km/h）q(m)第二节第二节第二节第二节

35、路面不平度的统计特征路面不平度的统计特征路面不平度的统计特征路面不平度的统计特征1/16/202340time(sec)路面对后轮的激励（路面对后轮的激励（v=72km/h）q(m)第二节第二节第二节第二节 路面不平度的统计特征路面不平度的统计特征路面不平度的统计特征路面不平度的统计特征1/16/202341第二节第二节第二节第二节 路面不平度的统计特征路面不平度的统计特征路面不平度的统计特征路面不平度的统计特征1/16/2023421/16/202343第二讲第二讲第三节第三节第三节第三节 单质量系统的振动单质量系统的振动单质量系统的振动单质量系统的振动第四节第四节第四节第四节 车身与车轮双

36、质量系统的振动车身与车轮双质量系统的振动车身与车轮双质量系统的振动车身与车轮双质量系统的振动1/16/202344第三节第三节第三节第三节 汽车振动系统的简化、单质量系统振动汽车振动系统的简化、单质量系统振动汽车振动系统的简化、单质量系统振动汽车振动系统的简化、单质量系统振动一、汽车振动系统的简化一、汽车振动系统的简化一、汽车振动系统的简化一、汽车振动系统的简化自由度的判定？自由度的判定？自由度的判定？自由度的判定？1/16/202345第三节第三节第三节第三节 汽车振动系统的简化、单质量系统振动汽车振动系统的简化、单质量系统振动汽车振动系统的简化、单质量系统振动汽车振动系统的简化、单质量系统

37、振动1 1）质质质质量量量量不不不不变变变变；2 2）质质质质心心心心位位位位置置置置不不不不变变变变；3 3）转转转转动动动动惯惯惯惯量量量量不变（绕质心）不变（绕质心）不变（绕质心）不变（绕质心）将车身的质量进行简化将车身的质量进行简化将车身的质量进行简化将车身的质量进行简化（悬挂质量）（悬挂质量）（悬挂质量）（悬挂质量）1/16/202346第三节第三节第三节第三节 汽车振动系统的简化、单质量系统振动汽车振动系统的简化、单质量系统振动汽车振动系统的简化、单质量系统振动汽车振动系统的简化、单质量系统振动悬挂质量分配系数悬挂质量分配系数悬挂质量分配系数悬挂质量分配系数能否再进行简化？能否再进

38、行简化？能否再进行简化？能否再进行简化？1/16/202347第三节第三节第三节第三节 汽车振动系统的简化、单质量系统振动汽车振动系统的简化、单质量系统振动汽车振动系统的简化、单质量系统振动汽车振动系统的简化、单质量系统振动二、汽车单自由度振动模型二、汽车单自由度振动模型二、汽车单自由度振动模型二、汽车单自由度振动模型前前前前、后后后后质质质质量量量量分分分分别别别别进进进进行行行行单独的振动单独的振动单独的振动单独的振动1/16/202348第三节第三节第三节第三节 汽车振动系统的简化、单质量系统振动汽车振动系统的简化、单质量系统振动汽车振动系统的简化、单质量系统振动汽车振动系统的简化、单质

39、量系统振动汽车单自由度振动方程汽车单自由度振动方程汽车单自由度振动方程汽车单自由度振动方程忽略车轮部分的振动忽略车轮部分的振动忽略车轮部分的振动忽略车轮部分的振动1/16/202349第三节第三节第三节第三节 汽车振动系统的简化、单质量系统振动汽车振动系统的简化、单质量系统振动汽车振动系统的简化、单质量系统振动汽车振动系统的简化、单质量系统振动汽车单自由度振动方程汽车单自由度振动方程汽车单自由度振动方程汽车单自由度振动方程1 1 1 1、建立坐标系、建立坐标系、建立坐标系、建立坐标系2 2 2 2、假假假假设设设设质质质质量量量量沿沿沿沿坐坐坐坐标标标标正正正正方方方方向向向向移移移移动动动动

40、一一一一个个个个距距距距离离离离3 3 3 3、利用牛顿运动定律建立运动方程、利用牛顿运动定律建立运动方程、利用牛顿运动定律建立运动方程、利用牛顿运动定律建立运动方程1/16/202350第三节第三节第三节第三节 汽车振动系统的简化、单质量系统振动汽车振动系统的简化、单质量系统振动汽车振动系统的简化、单质量系统振动汽车振动系统的简化、单质量系统振动汽车单自由度振动方程汽车单自由度振动方程汽车单自由度振动方程汽车单自由度振动方程1/16/202351第三节第三节第三节第三节 汽车振动系统的简化、单质量系统振动汽车振动系统的简化、单质量系统振动汽车振动系统的简化、单质量系统振动汽车振动系统的简化、

41、单质量系统振动汽车单自由度振动方程汽车单自由度振动方程汽车单自由度振动方程汽车单自由度振动方程1/16/202352第三节第三节第三节第三节 汽车振动系统的简化、单质量系统振动汽车振动系统的简化、单质量系统振动汽车振动系统的简化、单质量系统振动汽车振动系统的简化、单质量系统振动1 1）为何会收敛？）为何会收敛？）为何会收敛？）为何会收敛？2 2）意义？）意义？）意义？）意义？1/16/202353第三节第三节第三节第三节 汽车振动系统的简化、单质量系统振动汽车振动系统的简化、单质量系统振动汽车振动系统的简化、单质量系统振动汽车振动系统的简化、单质量系统振动三、汽车单自由度系统频率响应特性三、汽

42、车单自由度系统频率响应特性三、汽车单自由度系统频率响应特性三、汽车单自由度系统频率响应特性1 1）描述）描述）描述）描述2 2）意义）意义）意义）意义1/16/202354第三节第三节第三节第三节 汽车振动系统的简化、单质量系统振动汽车振动系统的简化、单质量系统振动汽车振动系统的简化、单质量系统振动汽车振动系统的简化、单质量系统振动？1/16/202355第三节第三节第三节第三节 汽车振动系统的简化、单质量系统振动汽车振动系统的简化、单质量系统振动汽车振动系统的简化、单质量系统振动汽车振动系统的简化、单质量系统振动汽车单质量系统幅频特性汽车单质量系统幅频特性汽车单质量系统幅频特性汽车单质量系统

43、幅频特性 分别为分别为分别为分别为0 0，0.250.25，0.50.51 1）为何会收敛？）为何会收敛？）为何会收敛？）为何会收敛？2 2）意义？）意义？）意义？）意义？1/16/202356第三节第三节第三节第三节 汽车振动系统的简化、单质量系统振动汽车振动系统的简化、单质量系统振动汽车振动系统的简化、单质量系统振动汽车振动系统的简化、单质量系统振动四、汽车单自由度系统对路面随机输入的响应四、汽车单自由度系统对路面随机输入的响应四、汽车单自由度系统对路面随机输入的响应四、汽车单自由度系统对路面随机输入的响应1 1、振动响应参数、振动响应参数、振动响应参数、振动响应参数与舒适性直接相关与舒适

44、性直接相关与舒适性直接相关与舒适性直接相关与悬架寿命相关与悬架寿命相关与悬架寿命相关与悬架寿命相关与安全性直接相关与安全性直接相关与安全性直接相关与安全性直接相关如何得到这些参数？如何得到这些参数？如何得到这些参数？如何得到这些参数？1/16/202357第三节第三节第三节第三节 汽车振动系统的简化、单质量系统振动汽车振动系统的简化、单质量系统振动汽车振动系统的简化、单质量系统振动汽车振动系统的简化、单质量系统振动输输输输入入入入功功功功率率率率谱谱谱谱与与与与响响响响应应应应功功功功率谱之间的关系率谱之间的关系率谱之间的关系率谱之间的关系利利利利用用用用响响响响应应应应功功功功率率率率谱谱谱

45、谱得得得得到到到到响响响响应应应应位移的大小（均方值）位移的大小（均方值）位移的大小（均方值）位移的大小（均方值）1/16/202358第三节第三节第三节第三节 汽车振动系统的简化、单质量系统振动汽车振动系统的简化、单质量系统振动汽车振动系统的简化、单质量系统振动汽车振动系统的简化、单质量系统振动2 2、车身加速度功率谱的计算和分析、车身加速度功率谱的计算和分析、车身加速度功率谱的计算和分析、车身加速度功率谱的计算和分析如何得到？如何得到？如何得到？如何得到？1/16/202359第三节第三节第三节第三节 汽车振动系统的简化、单质量系统振动汽车振动系统的简化、单质量系统振动汽车振动系统的简化、

46、单质量系统振动汽车振动系统的简化、单质量系统振动车车车车身身身身加加加加速速速速度度度度与与与与输输输输入入入入速速速速度度度度之间的频率响应函数之间的频率响应函数之间的频率响应函数之间的频率响应函数1/16/202360第三节第三节第三节第三节 汽车振动系统的简化、单质量系统振动汽车振动系统的简化、单质量系统振动汽车振动系统的简化、单质量系统振动汽车振动系统的简化、单质量系统振动为何选用这个关系？为何选用这个关系？为何选用这个关系？为何选用这个关系？1/16/202361第三节第三节第三节第三节 汽车振动系统的简化、单质量系统振动汽车振动系统的简化、单质量系统振动汽车振动系统的简化、单质量系

47、统振动汽车振动系统的简化、单质量系统振动 分别为分别为分别为分别为0.250.25，0.50.5激振频率激振频率激振频率激振频率f(Hzf(Hz)车车车车身身身身固固固固有有有有频频频频率率率率f f0 0分分分分别为别为别为别为1Hz1Hz和和和和2Hz2Hz。随随随随着着着着车车车车身身身身固固固固有有有有频频频频率率率率f f0 0的的的的增增增增大大大大，车车车车身身身身加加加加速速速速度度度度的的的的响响响响应应应应值值值值也也也也增增增增大，舒适性降低。大，舒适性降低。大，舒适性降低。大，舒适性降低。如何理解？如何理解？如何理解？如何理解？1/16/202362第三节第三节第三节第

48、三节 汽车振动系统的简化、单质量系统振动汽车振动系统的简化、单质量系统振动汽车振动系统的简化、单质量系统振动汽车振动系统的简化、单质量系统振动3 3、车轮与路面相对载荷与速度的幅频特性分析、车轮与路面相对载荷与速度的幅频特性分析、车轮与路面相对载荷与速度的幅频特性分析、车轮与路面相对载荷与速度的幅频特性分析相相相相对对对对动动动动载载载载荷荷荷荷与与与与车车车车身加速度的关系身加速度的关系身加速度的关系身加速度的关系相相相相对对对对动动动动载载载载荷荷荷荷与与与与速速速速度度度度的的的的频频频频率率率率特特特特性性性性则则则则与与与与车车车车身身身身加加加加速速速速度度度度与与与与速速速速度度

49、度度的的的的频频频频率率率率特特特特性性性性近似近似近似近似1/16/202363第三节第三节第三节第三节 汽车振动系统的简化、单质量系统振动汽车振动系统的简化、单质量系统振动汽车振动系统的简化、单质量系统振动汽车振动系统的简化、单质量系统振动 分别为分别为分别为分别为0.250.25，0.50.5激振频率激振频率激振频率激振频率f(Hzf(Hz)车车车车身身身身固固固固有有有有频频频频率率率率f f0 0分分分分别为别为别为别为1Hz1Hz和和和和2H2Hz z。随随随随着着着着车车车车身身身身固固固固有有有有频频频频率率率率f f0 0的的的的增增增增大大大大，动动动动载载载载荷荷荷荷也也

50、也也增增增增大大大大，安安安安全全全全性性性性降降降降低。低。低。低。如何理解？如何理解？如何理解？如何理解？1/16/202364第三节第三节第三节第三节 汽车振动系统的简化、单质量系统振动汽车振动系统的简化、单质量系统振动汽车振动系统的简化、单质量系统振动汽车振动系统的简化、单质量系统振动4 4、悬架动挠度与速度的幅频特性分析、悬架动挠度与速度的幅频特性分析、悬架动挠度与速度的幅频特性分析、悬架动挠度与速度的幅频特性分析1/16/202365第三节第三节第三节第三节 汽车振动系统的简化、单质量系统振动汽车振动系统的简化、单质量系统振动汽车振动系统的简化、单质量系统振动汽车振动系统的简化、单