【2017年整理】汽车系统动力学复习资料3.doc

行驶动力学 汽车平顺性 汽车平顺性的定义：汽车行驶过程中，振动与冲击环境对乘员舒适性的影响。（发动机、传动系、不平路面等） 系统框图 主要研究内容：评价、路面输入特性、振动系统分析 路面测量技术及数据处理 路面测量技术 经典测量技术：水平仪和标尺测量 路面不平度测量仪 非接触式路面测量装置 倾斜测量装置 路面不平度 路面不平度：通常把相对基准平面的高度q ，沿着道路走向长度l的变化q(l) 称为道路不平度函数。 根据测量的路面不平度随机数据，在计算机上处理得到路面不平度功率谱或方差。 路面输入模型 频域模型 空间频率表达式 速度功率谱密度表达式 加速度功率谱密度表达式 空间与时间功率谱密度的关系 a)为空间频率谱密度 b)速度不同时，空间与时间频率的关系 c)为时间频率谱密度 时域模型 对于线性车辆模型，S(f)表示的路面谱可以直接用来作为频域分析的输入。当车辆模型中出现非线性元素时，需在时间域或距离域内来描述 1 积分白噪声 2 滤波白噪声 路面对四轮汽车的输入功率谱密度 x(I)、y(I)：左、右两个轮迹的不平度 Gxx(n)、Gyy(n)、 Gxy(n) 、 Gyx(n) ：分别为x(I)、y(I)的自谱和互谱 四轮的不平度函数分别为： q1(I)=x(I) q3(I)=y(I) q2(I)=x(I-L) q1(I)=y(I-L) 四轮输入时的考虑 车辆在硬路面上直线行驶时，后轮的路面输入和前轮相比，只是时间上的滞后。 左右车轮的输入，需要考虑左右车轮的相关程度。 与平顺性相关的部件 弹簧、减振器、导向机构、座椅 人体对振动的反应 机械振动对人体的影响要素：振动的频率、振动的强度、作用位置和方向、持续时间 7.1 人体对振动的反应和平顺性的评价 人体对振动的反应 人体坐姿的3个坐标系和12个自由度 座椅支承面坐标系：3个方向线振动和3个方向角振动。 座椅靠背坐标系： 3个方向线振动。 脚支承面坐标系： 3个方向线振动。 人体对不同频率振动的敏感程度 椅面垂直轴向Zs的最敏感频率范围wk：4~12.5Hz 4~8Hz:人的内脏器官产生共振 8~12.5Hz:对人的脊椎系统影响很大 椅面水平轴向Xs，Ys的最敏感频率范围wd：0.5~2Hz， 大约在3Hz以下，水平振动比垂直振动更敏感 ISO2631—1：1997(E)标准 轴向加权和频率加权：考虑乘员对不同输入点、不同轴向和不同频率的振动对乘员的影响程度。 轴向加权1） xs，ys，zs：k＝1；2）rx：k＝0.63；3）ry，zb，zf：k＝0.40；4）rz：k＝0.20；5）xb：k=0.8；6）yb：k＝0.5；7）xf，yf：k＝0.25。 基本评价方法 计算加权加速度均方根值 (1) 对记录的加速度时间历程，通过相应频率加权函数的滤波网络得到加权加速度时间历程。 (2) 利用功率谱密度函数计算加权加速度 当同时考虑椅面xs、ys、zs这三个轴向振动时，计算座椅三个轴向总加权加速度均方根 加权振级 加权加速度均方根 加权振级 人的主观感觉 0.315 0.315~0.63 0.5~1 0.8~1.6 1.25~2.5 2 110 110~116 114~120 118~124 112~128 126 没有不舒服 有一些不舒服 相当不舒服 不舒服 很不舒服 极不舒服 辅助评价方法 当峰值系数9时，采用4次均方根值的方法来评价，它能更好地估计偶尔遇到过大的脉冲引起的高峰值系数振动对人体的影响，其振动剂量值为： 汽车振动基础 振动研究的问题 振动分析——在输入和系统特性已知的情况下，求系统的响应问题。 振动环境预测——在系统特性与系统响应已知的情况下，反推系统的输入问题。 系统识别——在输入和相应均为已知的情况下，确定系统的特性问题。这个问题的另一提法是：在一定的激励条件下，如何设计系统的特性，使系统的响应满足指定的条件，即所谓的振动综合或振动设计问题。 振动的理论研究方法 建立系统的力学模型：弹簧、质量、阻尼 建立运动方程：牛顿第二定律、能量法 求解方程，得到响应规律：位移、速度、加速度、频响特性、振动模态 振动分类 根据系统的输入类型分类 自由振动——系统受初始干扰后，在没有外界激励作用时所产生的振动。 强迫振动——系统在外界激振作用下产生的振动。 自激振动——系统在输入和输出之间具有反馈特性，并有能源补充时产生的振动。 参数振动——通过周期地或随机地改变系统的特性参数而实现的振动。 根据系统输出的振动规律分类 简谐振动——振动量是时间的正弦曲数或余弦函数。 周期振动—— 振动量是时间的周期函数。 瞬态振动——振动量是在