[工学]第五章 汽车平顺性20111208.ppt

　汽车振动系统的简化，单质量系统的振动 一、汽车振动系统的简化 1）总质量不变： m2f + m2 r+ m2c = m2 2）质心位置不变: m2f a－m2 r b = 0 3）转动惯量Iy的值不变 I y = m2 ?2= m2 f a2 + m2 r b2 ? y — 绕横轴y的回转半径 a、b — 车身质量部分的质心至前、后轴的距离 汽车振动系统的简化，单质量系统的振动 大部分汽车? = 0.8～1.2，即接近1。 在? =1的情况下，前、后轴上方车身部分的集中质量m2f 、 m2 r的垂直方向运动是相互独立的。 汽车振动系统的简化，单质量系统的振动 ? =1 远离车轮部分固有频率（10~16Hz） 5Hz以下激振频率 轮胎的动变形很小 可忽略车轮质量和轮胎的弹性得到单质量系统 分析车身垂直振动的最简单的单质量系统 汽车振动系统的简化，单质量系统的振动 二、单质量系统的自由振动 汽车振动系统的简化，单质量系统的振动 汽车悬架系统的阻尼比大约为0.25, 减幅系数: 通过实测衰减曲线得到 d 后,就可得到阻尼比 单质量系统的振动 三、单质量系统的频率响应特性 对微分方程两边作傅立叶变换: Z(?) (－m2?2＋jC?＋K) = q(?) ( jC? ＋K) 并由此得频响函数 : 单质量系统的振动 当?1时， 渐近线为一水平线，渐近线斜率为0:1，渐近线的“频率指数”等于0。 当?1， 渐近线斜率为-2:1，渐近线的“频率指数”等于-2。 渐近线斜率为-1:1，渐近线的“频率指数”等于-1。 共振时的幅值：?=1 （1）低频段 阻尼比对这一频段的影响不大。 （2）共振段 加大阻尼比? 可使共振峰明显下降。 （3）高频段 ?z / q?= 1与?无关。在 时， ?z / q?? 1，对输入位移起衰减作用， 阻尼比?减小对减振有利。 幅频特性总结: 单质量系统的振动 用随机振动理论分析汽车平顺性 均值、 方差、 标准差、均方值、 均方根值 1、输入、输出功率谱密度的关系 2、应考虑的输出谱 车身加速度 悬架的动挠度 车轮与路面间的动载 单质量系统的振动 四、单质量系统对路面随机输入的响应 单质量系统的振动 方差与功率谱的关系 车身加速度、动挠度和车轮与路面间动载的特征： 1）均值为零 2）正态分布 3、概率分布与标准差的关系 ① 平顺性对振动响应的要求,有时是根据概率分布提出的.零均值正态分布情况下,振动响应的概率分布完全由标准差确定。 ②幅值 超过标准差 的??倍的概率P ,完全由查表得到。 概率 单质量系统的振动 3、概率分布与标准差的关系 规定的界限值 规定的界限值 标准差 知任一两个，可求第三个 单质量系统的振动（作业） 一厂商要求其新开发轿车车身加速度超过1g的概率不超过1%，试问车身加速度的标准差应是多少？ 同时，该车悬架的动挠度fd的标准差是3cm，要求撞击限位块的概率为0.3%，确定其限位行程 单质量系统的振动 5、车身加速度功率谱的计算 　加速度、速度、位移频响函数之间的关系 单质量系统的振动 0 10 w 0 w 0 1 0 w . 2 0 1 0 w . 2 0 w 2 0 1 0 w . 0 1 0 w . 0 w 0 10 w 10 1 0.1 0 1 0 w Q . 0 w Q 0 10 w Q Q 10 Q Q 1 0 . 0 1 0 w . 0 w 0 10 w 0 10 w / Q 0 w / Q 0 1 0 w / . Q 激振频率 w /( rad/s) 0 10 w 0 w 0 1 0 w . q z 0 10 w 0 10 w Q 0 w Q 0 1 0 w . 0 w 0 1 0 w Q . 0 1 0 w . 0 w 0 10 w u n n q q 2 0 0 ) ( 2 ) ( G G Q p w = = = 单质量系统的振动 激振频率 f/Hz ? = 0.25 ? = 0.5 单质量系统振动影响因素分析： 单质量系统的振动 6、车轮与路面间相对动载　Fd / G　对路面输入速度谱输入的幅频特性 动载： 相对动载： 7、悬架动挠度对路面输入速度谱输入的幅频特性 单质量系统的振动 悬架系统的动挠度对车身的位移，是一个低频输