7汽车垂向动力学yxg讲解.ppt

坐标轴名称 频率加权函数 轴加权系数k xs ys zs rx ry rz wd wd wd we we we 1.00 1.00 1.00 0.63 0.40 0.20 xb yb zb wc wd wd 0.80 0.50 0.40 xf yf zf wk wk wk 0.25 0.25 0.40 均方根值 aw/m.s-2 加权振级 Law/dB 人的主观感觉 0.315 110 没有不舒适 0.315~0.63 110~116 略有不舒适 0.5~1.0 114~120 相当不舒适 0.8~1.6 118~124 不舒适 1.25~2.5 122~128 很不舒适 2.0 126 极不舒适 加权振级定义： 　　　参考值： 具有独立悬架的7自由度汽车动力学模型 半车模型 ?车模型 ? 车辆模型的频率响应函数 ? 车辆模型的频率响应函数 ? 车辆模型的响应功率谱 ? 车辆模型的响应功率谱 整车模型的响应功率谱 * 工学研究生课程“汽车动力学”讲稿，2011年4月 第7章 汽车垂向动力学 §7.1 路面输入及其模型 路面测量方法 经典测量方法 使用水平仪和标尺测量路面不平度，精确，但费工费时。目前基本不采用。 路面不平度测量仪 安装在车体或拖车尾部，通过拖带的从动轮来测量路面不平度，分单轨式、双轨式，可分别用于测量单侧轮轨迹或左右两侧轮轨迹的路面不平输入。 非接触式路面测量装置 安装在汽车前部，利用激光或超声波探测路面不平度。 注意：汽车轮胎与地面有一定的接触长度，对路面不平中的小分量有包络效应。因此，一般不需要测量路面的细致纹理。 §7.1 路面输入及其模型 实测路面轮廓数据的处理 目的是获得路面的统计特征，常用手段是傅里叶变换。 路面轮廓 路面功率谱密度（空间频率） 多道路面轮廓 路面相关函数（空间频率） 路谱一般采用双对数坐标，横坐标常用倍频带、1/3倍频带、1/12倍频带。 实测路谱通常在高频部分出现剧烈震荡，因此，需对实测路谱曲线做光滑处理。 谱分析 谱分析 出现剧烈震荡 光滑处理后的路谱 §7.1 路面输入及其模型 路面输入的频域模型 空间谱密度 S (m3/cycle) 空间频率 n (cycle/m) 下截止频率n0一般在0.01 cycle/m。 双对数坐标下谱线斜率 p1、p2 取值范围一般在2~3。 不平度系数G0 (m3/cycle) 高速路：3?10?8~5?10?7，均值1?10?7 ； 主干道：3?10?8~8?10?6，均值5?10?7 ； 支路： 5?10?7~3?10?5 ，均值5?10?6 ； 给定车速u ，则可将空间谱密度转换为时间谱密度。 因 f = u n； 据谱密度的定义可导出 S(f) = S(n) / u 故 S(f) = G0 u p ?1/ f p §7.1 路面输入及其模型 路面输入的时域模型 根据空间谱密度函数可构建距离域的路面函数；根据时间谱密度函数可构建时间域的路面函数。方法是按谱密度函数取得任意频率谐波分量的幅值，初相位则随机产生，所有这些具有随机相位差的谐波合成即得所求路面函数。 利用随机滤波白噪声表达路面功率谱密度，从而将路面不平度位移在时间域表达为白噪声的积分。 在频域： 其中取p=2；白噪声W的方差可取为1； 其中Zg为路面不平度位移； 可导出： 注意条件 注意关系 §7.1 路面输入及其模型 特殊路面输入 有二十余种典型路面用于汽车可靠性强化道路试验。 石块路（比利时路） 卵石路 扭曲路 搓板路 鱼鳞坑路 条石路 波形路 坑洞 裂缝 标准试验坑洞断面图 §7.2 人体对振动的反应与平顺性标准 概述 人体对振动反应的影响因素：个体，姿势，身体部位；振动方向，频率等。在车辆舒适性中主要考虑坐姿受振模型。 按振动属性分类 振动的幅值和频率 作用的位置和方向 作用时间 还可按其它方式分类，如：健康状况、舒适程度、工作效率、主观感觉、晕车反应等。 如何定量评价车辆乘坐舒适性，是一个有争议的问题；制订的标准也在发展和完善中。 ISO 2631 (1974年版) 《人体承受全身振动评价指南》 ISO 2631/1 (1985修订版) Draft 5 （第5草案） ISO 2631-1 (1997修订版) §7.2