汽车动力学-第六章优秀PPT.ppt

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1、规格严格 功夫到家（威海）（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGYSCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽车工程学院汽车工程学院6.1 汽车平顺性振动激励分析 引起汽车振动的基本振源如图6.1所示。汽车数字化开发技术 第 1 页规格严格 功夫到家（威海）（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGYSCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽车工程学院汽车工程学院 路面不平度对汽车产生的激励属于随机激励，其统计特性通常用路面功率谱密度函数来描述；在汽车行驶过程中，发动机气缸内的燃气压力和运动件的不

2、平衡惯性力周期性的变更都会使曲轴系统和发动机整机产生振动，而且与整车传动系统亲密相关的曲轴系统的扭振在发动机激励中表现比较突出；传动轴是一种高速旋转的部件，由于它的回转轴线与质量中心不完全重合，所以，在高速旋转的过程中，传动轴也会产生确定的激振力；轮胎的不匀整度、不平衡度以及车轮的垂直跳动是轮胎产生振动的主要缘由。6.1 汽车平顺性振动激励分析汽车数字化开发技术 第 2 页规格严格 功夫到家（威海）（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGYSCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽车工程学院汽车工程学院 在上述三种振动激励中，路面不平度激励对汽

3、车的平顺性影响最大，低频部分的振动主要是由随机路面的不平激励引起的悬挂质量系统和非悬挂质量系统的共振。由于影响乘坐舒适性的振动主要位于低频段，所以为了提高仿真的效率，在建立整车模型时主要考虑随机路面的不平度激励。6.1 汽车平顺性振动激励分析汽车数字化开发技术 第 3 页规格严格 功夫到家（威海）（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGYSCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽车工程学院汽车工程学院6.2 随机路面不平度拟合理论 路面不平度的时域模型可以接受多种方法生成，例如，滤波白噪声生成法（线性滤波法）、基于有理函数PSD模型的离散时间随

4、机序列生成法、依据随机信号的分解性质所推演的谐波叠加法（也称频谱表示法）以及基于幂函数功率谱的快速Fourier反变换生成法等。汽车数字化开发技术 第 4 页规格严格 功夫到家（威海）（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGYSCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽车工程学院汽车工程学院 可以通过编写VB程序的方式生成随机路面。随机路面谱的编制应满足以下三项要求：第一，路面谱的位置要处于轮胎的下方；其次，路面谱向上的方向要指向轮胎所处的一侧；第三，路面谱的大小要依据仿真的须要来确定。6.2 随机路面不平度拟合理论汽车数字化开发技术 第 5 页

5、规格严格 功夫到家（威海）（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGYSCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽车工程学院汽车工程学院6.3 ADAMS软件的振动力学基础 汽车在行驶过程中，由于自身及路面不平度激励因素的存在，会使汽车产生振动，这种振动达到确定程度时，将使乘员感到不舒适和疲惫，或使运输的货物损坏。探讨平顺性的目的就是要限制振动的传递，保证乘坐者不舒适的感觉不超过确定界限和货物运输的平安。汽车数字化开发技术 第 6 页规格严格 功夫到家（威海）（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGYSCHOOL OF A

6、UTOMOBILE ENGINEERING汽车工程学院汽车工程学院 对于单自由度系统，如经典的弹簧质量阻尼系统，质量块的运动方程为 式（6-2）也可写成6.3 ADAMS软件的振动力学基础汽车数字化开发技术 第 7 页规格严格 功夫到家（威海）（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGYSCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽车工程学院汽车工程学院 依据无阻尼固有频率和阻尼比的定义式（6-3）重写为 ADAMS运用拉普拉斯变换，在仿真运行时把模型变换为线性矩阵，然后再通过特征值向量计算系统的固有频率和阻尼比，其计算结果与上述计算是等效的。6.3

7、 ADAMS软件的振动力学基础汽车数字化开发技术 第 8 页规格严格 功夫到家（威海）（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGYSCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽车工程学院汽车工程学院 一般来说，特征值 由实部 和虚部 两部分组成，即 。为了求解便利，设 ，将其代入式（6-4）中可得 于是微分方程（6-4）的通解为 （6-6）6.3 ADAMS软件的振动力学基础汽车数字化开发技术 第 9 页规格严格 功夫到家（威海）（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGYSCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINE

8、ERING汽车工程学院汽车工程学院 由式（6-5）解得特征方程的根为 振动解的计算可以分为以下三种状况：（1）当阻尼比 时，式（6-7）即可变为 则式（6-6）随之变为 6.3 ADAMS软件的振动力学基础汽车数字化开发技术 第 10 页规格严格 功夫到家（威海）（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGYSCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽车工程学院汽车工程学院 令 则此时ADAMS利用下式计算无阻尼固有频率和阻尼比。（2）当阻尼比 或 时，方程（6-4）的解表示振动响应按指数衰减，这种运动不再是振动，也不会产生共振之类的问题，对探讨振动

9、问题没有任何意义。所以当阻尼比大于或等于1时为过阻尼或临界阻尼状态，此时特征值不能被计算，即无振动解，阻尼值的结果均报告为1。（3）当阻尼比 时，表示为刚体模态。6.3 ADAMS软件的振动力学基础汽车数字化开发技术 第 11 页规格严格 功夫到家（威海）（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGYSCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽车工程学院汽车工程学院6.4 人体对振动的反应和汽车平顺性评价方法人体对振动的反应汽车平顺性评价方法汽车数字化开发技术 第 12 页 1997年公布的ISO2631-1：1997（E）人体承受全身振动评价第一部

10、分：一般要求规定了如图6.6所示的人体坐姿受振模型。在进行舒适性评价时，它考虑了座椅支撑面处输入点3个方向的线振动、3个方向的角振动以及座椅靠背和脚支撑面两个输入点各3个方向的线振动，共3个输入点12个轴向的振动。一、人体对振动的反应规格严格 功夫到家（威海）（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGYSCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽车工程学院汽车工程学院 此标准认为人体对不同频率振动的敏感程度不同。椅面垂直轴向zs的频率加权函数wk最敏感频率范围为 412.5Hz，其中，在48 Hz频率范围内，人的内脏器官将会产生共振，而812.5

11、Hz频率范围的振动对人的脊椎系统影响很大。一、人体对振动的反应汽车数字化开发技术 第 13 页规格严格 功夫到家（威海）（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGYSCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽车工程学院汽车工程学院 车辆乘员所受的机械振动分为局部振动和全身振动两大类。局部振动是指作用于人体特殊部位（如头部和四肢）的振动。经过转向盘、踏板以及各种操纵机构传递到乘员的手或脚上的振动，属于局部振动。这种局部振动一般不会给乘员的身体健康造成损害，它只会对操纵车辆的精确度有确定的影响。全身振动是指通过人体的支承表面传给人体的振动。车辆乘员承受

12、的乘坐振动属于全身振动，通过乘员的臀部、腰、背传给乘员，激起人体的全身振动，这种振动是可能对乘员健康造成严峻损害的主要振动形式，因为当振动激励频率接近人体主要器官的固有频率时，将引起相应器官的共振而产生相对位移，从而使人感到不舒适，严峻时将危害人的身体健康。一、人体对振动的反应汽车数字化开发技术 第 14 页规格严格 功夫到家（威海）（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGYSCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽车工程学院汽车工程学院二、汽车平顺性评价方法 当前对汽车振动的评价主要分为两类，即主观评价和客观评价。主观评价方法主要考虑乘员的主

13、观反应，在此基础上进行统计分析并对车辆的平顺性进行评价。该方法存在很多缺点：在进行评价之前须要依据实际阅历进行细致的规划；须要统计上的无偏采样；由于人体自身困难的心理、生理特性，即使对于相同的振动，不同的评价人员也会有不同的感受，得出的评价结论可能存在较大差别，因此，仅用主观评价方法不简洁对汽车的平顺性作出合理的推断。汽车数字化开发技术 第 15 页规格严格 功夫到家（威海）（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGYSCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽车工程学院汽车工程学院 客观评价方法主要考虑车辆的隔振性能，借助于测量仪器来完成对随机振

14、动数据的采样和记录，在专用数据处理机上对数据进行适当处理后，以机械振动的各物理量（如振幅、频率、加速度等）作为评价指标，并适当考虑人体对振动反应的敏感程度来评价汽车的平顺性。由于客观评价方法解除了人与人之间的差异，并且以量值的概念对汽车的平顺性进行评价，所以这种方法可以比较精确、合理地分析汽车的平顺性。二、汽车平顺性评价方法汽车数字化开发技术 第 16 页规格严格 功夫到家（威海）（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGYSCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽车工程学院汽车工程学院 GB/T4970-1996汽车平顺性随机输人行驶试验方法规

15、定，对于人体振动的评价用加权加速度均方根值 作为评价指标，并分别用 表示前后方向（纵向）、左右方向（横向）和垂直方向振动的加权加速度均方根值，也可用三轴向加权加速度均方根的矢量和即总加权加速度均方根值（用 表示）作为评价指标。对货车车厢振动的评价用加速度均方根值和加速度功率谱密度函数作为评价指标。二、汽车平顺性评价方法汽车数字化开发技术 第 17 页规格严格 功夫到家（威海）（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGYSCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽车工程学院汽车工程学院 单轴向加权加速度均方根值可用如下四种方法进行计算：（1）由等带宽

16、频谱分析得到的加速度自功率谱密度函数 计算 先按下式计算1/3倍频带加速度均方根谱值二、汽车平顺性评价方法汽车数字化开发技术 第 18 页规格严格 功夫到家（威海）（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGYSCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽车工程学院汽车工程学院 然后，再按下式计算 （6-8）（2）通过对 干脆进行积分而计算 （6-9）式中，为频率加权函数：二、汽车平顺性评价方法汽车数字化开发技术 第 19 页规格严格 功夫到家（威海）（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGYSCHOOL OF AUTOMOB

17、ILE ENGINEERING汽车工程学院汽车工程学院二、汽车平顺性评价方法 （6-10）X、Y轴方向上 的表达式为 （6-11）其中，Z轴方向上 的表达式为 汽车数字化开发技术 第 20 页规格严格 功夫到家（威海）（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGYSCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽车工程学院汽车工程学院（3）对于记录的加速度时间历程，通过符合频率加权函数 或频率加权滤波网络得到加权加速度时间函数 ，按下式计算：（4）由1/3倍频带均方根谱值计算 若数据处理设备对所记录的加速度时间历程经过处理后，能干脆得到1/3倍频带加速度均

18、方根谱值 ，则可干脆按式（6-8）计算 二、汽车平顺性评价方法汽车数字化开发技术 第 21 页规格严格 功夫到家（威海）（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGYSCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽车工程学院汽车工程学院 ISO2631：1997（E）规定，当评价振动对人体健康的影响时，应考虑 这三个轴向，且 两个水平轴向的轴加权系数取k=1.4，比垂直轴向更敏感。标准还规定靠背水平轴向 可以由椅面 水平轴向代替，此时轴加权系数取k=1.4。所以总加权加速度均方根值 可按下式计算。（6-12）二、汽车平顺性评价方法汽车数字化开发技术 第

19、22 页规格严格 功夫到家（威海）（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGYSCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽车工程学院汽车工程学院 若测得的人体振动评价指标为等效均值（加权振级）时，应按如下公式换算成加权加速度均方根值。为确定测量时间内的加权加速度均方根对数值，即等效均值，dB；为参考加速度均方根值，加权振级 和加权加速度均方根值 与人的主观感觉之间的关系见表6-2，通过将计算得到的加权加速度均方根值 或加权振级 与人的主观感受进行对比，即可对汽车的行驶平顺性进行正确的评价二、汽车平顺性评价方法汽车数字化开发技术 第 23 页规格严格

20、 功夫到家（威海）（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGYSCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽车工程学院汽车工程学院二、汽车平顺性评价方法汽车数字化开发技术 第 24 页规格严格 功夫到家（威海）（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGYSCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽车工程学院汽车工程学院 汽车的平顺性主要是保持汽车在行驶过程中产生的振动和冲击环境对乘员舒适性的影响在确定界限之内，对于载货汽车还包括保持货物完好的性能，它是现代高速汽车的主要性能之一。汽车的各种性能是相互影响的

21、，汽车行驶平顺性也影响着其它性能（例如动力性和经济性）的发挥。目前，主要通过随机不平路面和单凸块脉冲输入两种工况对汽车平顺性进行分析。6.5 汽车平顺性仿真及结果分析汽车数字化开发技术 第 25 页随机不平路面平顺性仿真随机不平路面平顺性仿真凸块路面平顺性仿真凸块路面平顺性仿真规格严格 功夫到家（威海）（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGYSCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽车工程学院汽车工程学院 汽车在行驶过程中，假如行驶平顺性太差，猛烈振动产生的动载荷会冲击汽车的零部件，加速零部件的磨损，降低零部件的疲惫寿命。汽车的猛烈振动还会使

22、车轮跳离路面，影响汽车的动力性、制动性以及操纵稳定性。为了减小汽车振动，驾驶员必需放慢车速，这样以来，运输效率就会降低。汽车低速行驶又会导致燃油燃烧不充分，使燃油经济性变差，排放性能也变差。假如不放慢车速，汽车的猛烈振动不仅会使驾乘人员产生疲惫，而且会使车上的货物过早损坏。所以，保证汽车的振动在确定限度范围内，并使驾驶员在长时间的驾驶和操纵条件下具有良好的心理和生理状态以及精确、灵敏的反应实力，对于确保车辆的行驶平安是特别重要的。6.5 汽车平顺性仿真及结果分析汽车数字化开发技术 第 26 页规格严格 功夫到家（威海）（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGYSCHO

23、OL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽车工程学院汽车工程学院 依据GB/T49701996汽车平顺性随机输入行驶试验方法对随机不平路面的规定，可以接受以下两种试验道路：沥青路，其路面等级应符合GB 7031规定的B级路面的要求；砂石路，其路面等级应符合GB 7031规定的C级路面的要求。其中，砂石路为越野车、矿用自卸车优选路面，沥青路为其余类型汽车优选路面。我们接受沥青路作为本试验的试验道路。一、随机不平路面平顺性仿真汽车数字化开发技术 第 27 页规格严格 功夫到家（威海）（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGYSCHOOL OF AUTOMO

24、BILE ENGINEERING汽车工程学院汽车工程学院 参照Sayers模型对不同路面PSD参数的规定（表6-3），同时考虑ADAMS中轮胎模型的具体特点，为了防止因轮胎出现猛烈跳动而导致仿真失败，随机沥青不平路面的主要参数确定如下：空间功率谱密度（Elevation PSD Parameter）Ge=10-317（m3/cycle10-6），速度功率谱密度（Velocity PSD Parameter）Gs=12（m/cycle10-6），加速度功率谱密度（Acceleration PSD Parameter）Ga=0.17（1/（mcycle）10-6）。一、随机不平路面平顺性仿真汽车数

25、字化开发技术 第 28 页规格严格 功夫到家（威海）（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGYSCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽车工程学院汽车工程学院汽车数字化开发技术 第 29 页规格严格 功夫到家（威海）（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGYSCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽车工程学院汽车工程学院 依据GB/T4970-1996汽车平顺性随机输入行驶试验方法的相关规定，对于行驶在沥青路面上的轿车，其试验车速应 取40、50、60、70、80、90、100km/h，其中常

26、用车速为70km/h，我们以70km/h车速 下汽车平顺性仿真 分析为例进行说明。一、随机不平路面平顺性仿真汽车数字化开发技术 第 30 页规格严格 功夫到家（威海）（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGYSCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽车工程学院汽车工程学院 为了确保整车模型能够在随机不平路面上作匀速直线运动，须要通过“.dcf”文件将汽车的行驶状态限制在匀速直线状态，同时，还需准备一个“.rdf”格式的随机路面文件。其中，在“.dcf”文件中，设定车速为“INITIAL_SPEED=19444.44444mm/s”，转向盘应设置

27、在直行位置，即“STEERING_CONTROL=STRAIGHT”；随机路面起始于40m处，其总长度为3100m，即“START=40”“STOP=3100”。一、随机不平路面平顺性仿真汽车数字化开发技术 第 31 页规格严格 功夫到家（威海）（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGYSCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽车工程学院汽车工程学院 仿真完成后在ADAMS的后处理模块中绘制出车速为70km/h时底盘处的前后方向、左右方向和垂直方向的加速度时间历程曲线，如图6.86.10所示。一、随机不平路面平顺性仿真汽车数字化开发技术 第 3

28、2 页规格严格 功夫到家（威海）（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGYSCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽车工程学院汽车工程学院汽车数字化开发技术 第 33 页规格严格 功夫到家（威海）（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGYSCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽车工程学院汽车工程学院 利用后处理模块中的FFT功能，可干脆由加速度时间历程曲线生成对应的等带宽的加速度自功率谱密度函数曲线，如图6.116.13所示。一、随机不平路面平顺性仿真汽车数字化开发技术 第 34 页规格严格

29、功夫到家（威海）（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGYSCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽车工程学院汽车工程学院汽车数字化开发技术 第 35 页规格严格 功夫到家（威海）（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGYSCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽车工程学院汽车工程学院 图6.11和图6.13表明，汽车行驶时底盘上的加速度自功率谱密度峰值所处的区域均位于低频段，在高频段加速度自功率谱密度的变更趋于平缓。由图6.11可知，X轴方向的加速度自功率谱密度主峰出现在2.2Hz旁边，未出现

30、在0.52Hz的敏感频率范围区，从而有效地避开了车身部分系统的共振。对于Y轴方向的加速度自功率谱密度函数曲线，虽然在整个频率范围内其主峰表现的不是很明显，但从图6.12中可以看出，其峰值也避开了0.52Hz的敏感频率范围区，而且在整个频率范围内其加速度自功率谱密度值较小，对车身系统共振的影响较小。一、随机不平路面平顺性仿真汽车数字化开发技术 第 36 页规格严格 功夫到家（威海）（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGYSCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽车工程学院汽车工程学院 由图6.13可知，Z轴方向的加速度自功率谱密度主峰也出现在2

31、.2Hz旁边，未出现在412.5Hz的敏感频率范围区，由此可见，汽车在垂直方向的振动不仅能够有效地避开人体内脏器官的共振，而且能够避开对人体脊椎系统的影响。依据式（6-9）计算单轴向加权加速度均方根值。为此，须要依据式（6-10）和（6-11）计算频率加权函数。一、随机不平路面平顺性仿真汽车数字化开发技术 第 37 页规格严格 功夫到家（威海）（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGYSCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽车工程学院汽车工程学院 一、随机不平路面平顺性仿真汽车数字化开发技术 第 38 页规格严格 功夫到家（威海）（威海）HA

32、RBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGYSCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽车工程学院汽车工程学院为了便于与后处理模块中的仿真曲线进行代数运算，应当先对频率加权函数 进行离散化，其具体过程如下：依据频率f的取值范围及 的表达式（6-10）和（6-11）将不同频率下的频率加权函数值记录在Excel表格中，将其保存为“.txt”文本格式，在ADAMS的后处理模块中通过“File/Import/Numeric Data.”将离散化后的数据导入其中即可得到各方向上的频率加权函数曲线。一、随机不平路面平顺性仿真汽车数字化开发技术 第 39 页规格严格 功夫到

33、家（威海）（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGYSCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽车工程学院汽车工程学院 X、Y轴方向上的频率加权函数曲线如图6.14所示，Z轴方向上的频率加权函数曲线如图6.15所示。一、随机不平路面平顺性仿真汽车数字化开发技术 第 40 页规格严格 功夫到家（威海）（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGYSCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽车工程学院汽车工程学院 然后，利用后处理模块中的数学计算功能对上述曲线进行平方，得到相应的 曲线。将各方向上的加速度自

34、功率谱密度函数曲线与相应的 曲线相乘得到一条新的曲线，即 曲线，如图6.166.18所示。汽车数字化开发技术 第 41 页规格严格 功夫到家（威海）（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGYSCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽车工程学院汽车工程学院汽车数字化开发技术 第 42 页规格严格 功夫到家（威海）（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGYSCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽车工程学院汽车工程学院 最终，对各方向上的 曲线进行积分得到相应的 曲线，如图6.19 6.21所示。一

35、、随机不平路面平顺性仿真汽车数字化开发技术 第 43 页规格严格 功夫到家（威海）（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGYSCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽车工程学院汽车工程学院汽车数字化开发技术 第 44 页规格严格 功夫到家（威海）（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGYSCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽车工程学院汽车工程学院 依据频率f的积分区间上、下限得到各方向的 值，再对 值开方即可得到相应的加权加速度均方根值，总加权加速度均方根值 依据式（6-12）进行计算。汽车

36、数字化开发技术 第 45 页规格严格 功夫到家（威海）（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGYSCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽车工程学院汽车工程学院 利用同样的方法可以得到其他车速下的加权加速度均方根值，汇总结果见表6-4。一、随机不平路面平顺性仿真汽车数字化开发技术 第 46 页规格严格 功夫到家（威海）（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGYSCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽车工程学院汽车工程学院 依据GB/T49701996的相关规定，考查的应是人体实际感受到的加权加

37、速度均方根值。但由于本模型中并未包括座椅和人体系统，而人体实际感受到的振动经座椅的阻尼和椅垫的衰减后要小于座椅安装处底盘的振动，所以，可以依据通常的实车试验数据，用底盘上座椅安装处的加权加速度均方根值来近似换算。一般来说，汽车座椅安装处底盘的加速度均方根值是座椅上人体感受到的加速度均方根值的1.4倍以上。依据这种关系，将上述结果换算成人体实际感受到的加权加速度均方根值，并依据表6-2给出的加权加速度均方根值与人的主观感觉之间的关系对该整车模型的平顺性作出评价，结果见表6-5。一、随机不平路面平顺性仿真汽车数字化开发技术 第 47 页规格严格 功夫到家（威海）（威海）HARBIN INSTITU

38、TE OF TECHNOLOGYSCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽车工程学院汽车工程学院 由评价结果可知，该整车模型在随机不平路面上行驶时不会使人产生不舒适感，具有很好的行驶平顺性。依据表6-5中的计算结果绘制出总加权加速度均方根值与车速的关系曲线，即车速特性曲线，如图6.22所示。汽车数字化开发技术 第 48 页规格严格 功夫到家（威海）（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGYSCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽车工程学院汽车工程学院 由图6.22可知，随着车速的增加，传递到人体上的振动响应也有所增加，

39、也就是说，在随机路面上行驶时，汽车的行驶平顺性随着车速的增加而有所降低。汽车数字化开发技术 第 49 页规格严格 功夫到家（威海）（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGYSCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽车工程学院汽车工程学院二、凸块路面平顺性仿真 汽车在道路上行驶时，有时会遇到很突出的障碍物，通常称之为脉冲输入。依据GB/T 5902-1986汽车平顺性脉冲输入行驶试验方法对脉冲输入条件下汽车行驶平顺性试验仿真工况的规定，可以接受三角形凸块作为脉冲输入，记录汽车质心处的垂向加速度、横摆加速度和垂向位移。试验车速：20、40、60、8

40、0、100、120km/h 用于轿车平顺性仿真分析的三角形凸块的具体尺寸要求如图6.23所示。汽车数字化开发技术 第 50 页规格严格 功夫到家（威海）（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGYSCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽车工程学院汽车工程学院 参考Adams/Car Ride共享数据库/road_ profiles.tbl中的路面文件bump_1inch.rpt建立出符合尺寸要求的三角形凸块路面，其路面曲线如图6.24所示。二、凸块路面平顺性仿真汽车数字化开发技术 第 51 页规格严格 功夫到家（威海）（威海）HARBIN IN

41、STITUTE OF TECHNOLOGYSCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽车工程学院汽车工程学院 可接受图6.25所示的仿真试验台进行仿真分析。仿真完成后，在ADAMS的后处理模块中分别绘制底盘处的垂向加速度、横摆加速度和垂向位移随时间的变更曲线。汽车数字化开发技术 第 52 页规格严格 功夫到家（威海）（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGYSCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽车工程学院汽车工程学院二、凸块路面平顺性仿真以车速为80km/h时的仿真试验为例进行说明，仿真结果曲线如图6.266.28所示

42、。汽车数字化开发技术 第 53 页规格严格 功夫到家（威海）（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGYSCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽车工程学院汽车工程学院汽车数字化开发技术 第 54 页规格严格 功夫到家（威海）（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGYSCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽车工程学院汽车工程学院 图6.26图6.28表明车辆经过凸起处时，其底盘处的垂向加速度、横摆加速度和垂向位移都有突变，符合实际的行驶状况。用同样的方法可以得到其他车速下的脉冲输入响应曲线，依据

43、这些曲线可以得究竟盘处垂向加速度、横摆加速度和垂向位移响应的最大值（确定值），汇总结果见表6-6。汽车数字化开发技术 第 55 页规格严格 功夫到家（威海）（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGYSCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽车工程学院汽车工程学院 依据底板上汽车座椅安装处的垂向加速度是座椅上人体感受到的垂向加速度的1.4倍计算，将上述结果换算成人体感受到的加速度值，结果见表6-7。二、凸块路面平顺性仿真汽车数字化开发技术 第 56 页规格严格 功夫到家（威海）（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGYS

44、CHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽车工程学院汽车工程学院 汽车驶过三角形凸块路面时的平顺性，可以用最大（确定值）加速度响应与车速的关系曲线（脉冲输入下汽车平顺性车速特性曲线）来评价。二、凸块路面平顺性仿真汽车数字化开发技术 第 57 页规格严格 功夫到家（威海）（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGYSCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽车工程学院汽车工程学院依据上述分析结果得到的车速特性曲线如图6.29所示二、凸块路面平顺性仿真汽车数字化开发技术 第 58 页规格严格 功夫到家（威海）（威海）HARBIN

45、INSTITUTE OF TECHNOLOGYSCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽车工程学院汽车工程学院二、凸块路面平顺性仿真 图6.29表明，虽然在车速为80 km/h时人体感受到的最大垂向加速度（确定值）比其他车速时有所增大，但是当车速高于80 km/h时人体感受到的最大垂向加速度（确定值）却明显减小，说明汽车在凸块路面条件下高速行驶时具有特别优越的行驶平顺性，但为了实现中低速与高速时汽车平顺性的平稳过渡与良好连接，应对车速为80 km/h时汽车的平顺性进行进一步的改善。汽车数字化开发技术 第 59 页规格严格 功夫到家（威海）（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGYSCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽车工程学院汽车工程学院 通过将表6-7中所得的试验结果与ISO5631新草案对标准环境下凸块脉冲输入平顺性试验的评价标准（表6-8）进行对比，可知该整车模型在经过凸块脉冲路面时平顺性特别好，不会对驾乘人员的健康产生危害。二、凸块路面平顺性仿真汽车数字化开发技术 第 60 页