汽车理论第六章汽车的平顺性.ppt

第六章汽车平顺性本章基本思路本章共有7节：
第一节人体对振动的反应和平顺性的评价
第二节路面不平度的统计特性
第三节汽车振动系统的简化。单质量系统的振动
第四节车身与车轮双质量系统的振动
第五节双轴汽车的振动
第六节“人体－座椅”系统的振动
第七节汽车平顺性试验和数据处理平顺性：保持汽车行驶过程中乘员所处的振动环境具有一定舒适度的性能，并保持货物的完好无损。
评价方法：根据乘员舒适程度评价
汽车振动系统及其评价指标输入－振动系统－输出－评价指标第一节人体对振动的反应和平顺性的评价所考虑的振动
ISO2631-1规定，舒适性评价时，考虑座椅支承处的3个线振动和3个角振动，靠背和脚支承处各3个线振动，共12个轴向振动。健康影响评价时，仅考虑座椅支承处的3个线振动xs、ys、zs。
1、轴加权系数
对不同方向振动，人体敏感度不一样。该标准用轴加权系数描述这种敏感度。
2、频率加权函数
对不同频率的振动，人体敏感度也不一样。例如，人体内脏在椅面z向振动4-8Hz发生共振，8-12.5Hz对脊椎影响大。椅面水平振动敏感范围在0.5-2Hz。标准用频率加权函数w描述这种敏感度。频率加权滤波网络
2、对记录的加速度时间历程a(t)进行频谱分析得到功率谱密度，按下式计算：3、同时考虑3个方向3轴向xs、ys、zs振动的总加权加速度均方根值为：第二节路面不平度的统计特征3.路面不平度q(I)的功率谱密度Gq(n)的意义：
Gq(n)表示路面不平度q2(I)的平均值E[q2(I)]的空间频率分布。4.路面不平度的功率谱密度用水准仪或路面计测量路面不平度，测量得到的大量路面不平度数据用计算机处理，得到功率谱密度Gq(n）或方差σ2q速度功率谱密度：是位移功率谱密度与频率二次方乘积；
加速度功率谱密度：是位移功率谱密度与频率四次方乘积。此时，路面速度功率谱密度在整个频率范围内为一常数，幅值大小只与不平度系数有关，这一路面输入的速度功率谱密度称为“白噪声”，用来分析计算会带来一定方便！二、路面空间频率谱密度化为时间谱密度f=un三、路面对四轮汽车的输入功率谱密度q1、q2、q3、q4四个输入的振动传递时，要掌握四个车轮的自谱和四个车轮彼此间的互谱共16个谱量Gik(n)(i,k=1，2，3，4）,其中12个互谱两两共轭。谱量可按下式计算：
四个车轮不平度函数的傅里叶变换为：两个轮迹之间不平度的统计特性，用它们之间的互功率谱密度或相干函数来描述。b相干函数：x(I)第三节汽车振动系统的简化、单质量系统振动x(I)=y(I)此时可以分别讨论前、后轴
所构成的两个双质量系统的振动了。汽车单自由度振动模型0称为系统固有圆频率，定义阻尼比

单自由度自由振动衰减曲线复振动频率响应函数的物理意义频率响应函数的特点频响函数的测试汽车单质量系统频响函数的推导令上式模（幅频特性）为b/傅里叶变换法上式模（幅频特性）为（1）在0<0.75的低频段，既不减振也不增振。阻尼比影响不大。
（2）在0.75<的共振段，出现峰值，阻尼比大时峰值低。
（3）在>=的高频段，=时=1，与ζ无关。>时，
<1，阻尼比较小时衰减更多。平顺性分析的振动响应量有3种：

1、车身振动加速度
2、悬架动挠度（涉及限位行程、悬架击穿）
3、车轮与路面间的动载荷车身加速度功率谱密度函数从式：=常量（白噪声）式中当=1时，前式变为对单质量系统悬架弹簧动挠度复振幅为，故频响函数1、固有频率越低，车身振动加速度均方根值越低，平顺性越好。但固有频率太低，动挠度fd会增大，导致汽车载荷变化时车身高度变化过大、悬架“击穿”和乘员晕车；

2、汽车悬架阻尼比不能过大或过小，有一最佳值，在0.2和0.4之间。第四节车身与车轮双质量系统的振动第五节双轴汽车的振动第六节“人体－座椅”系统的振动第七节汽车平顺性试验和数据处理传动系弯曲振动试验传动系振型试验框图传动系弯曲振动频率响应平顺性试验数据的采集和处理

测试仪器
数据处理
进行FFT、自谱、频率响应函数、加权均方根值的计算等。
华南农业大学车辆工程系

朱余清