汽车理论第6章2节

1、1第六章 汽车的平顺性 本节将介绍路面空间频率的功率谱密度，路面本节将介绍路面空间频率的功率谱密度，路面等级，时间频率的功率谱密度，路面对四轮汽车输等级，时间频率的功率谱密度，路面对四轮汽车输入的功率谱密度等。入的功率谱密度等。第二节路面不平度的统计特性返回目录返回目录2一、路面不平度的功率谱密度1.路面不平度函数 路面相对基准平面的高度路面相对基准平面的高度 q ，沿道路走向长度，沿道路走向长度 I 的变化的变化 q（I）称为路面不平度函数。）称为路面不平度函数。 用水准仪或路面计可以得到路面不平度函数。用水准仪或路面计可以得到路面不平度函数。第二节第二节 路面不平度的统计特性路面不平度的统

2、计特性32.路面不平度的功率谱密度 1） 的拟合公式 00WqqnGnGnnn空间频率空间频率（m-1），表示每米长度包括几个波长；，表示每米长度包括几个波长； 参考空间频率下的路面功率谱密度，也称路参考空间频率下的路面功率谱密度，也称路面不平度系数；面不平度系数；n0参考空间频率，参考空间频率，n0=0.1m-1；W频率指数。频率指数。第二节第二节 路面不平度的统计特性路面不平度的统计特性0()qG n( )qG n( )qG n4路面等级路面等级Gq(n0)/(10-6m3)（n0=0.1m-1）q /(10-3m)0.011m-1n2.83m-1 几何平均值几何平均值几何平均值几何平均值

3、A163.81B647.61C25615.23D102430.45E409660.90F16384121.80G65536243.61H262144487.222）路面不平度8级分类标准第二节第二节 路面不平度的统计特性路面不平度的统计特性5路面不平度分级图路面不平度分级图第二节第二节 路面不平度的统计特性路面不平度的统计特性64( )(2 )( )qqG nn G n2( )(2 )( )qqG nn G n3）速度功率谱密度和加速度功率谱密度速度功率谱密度速度功率谱密度加速度功率谱密度加速度功率谱密度当当W=2时时200( )(2)()qqG nnG n与与n无关无关“白噪声白噪声”第二节

4、第二节 路面不平度的统计特性路面不平度的统计特性7二、空间频率功率谱密度 化为时间频率功率谱密度unf nuf 当空间频率当空间频率 n 或带宽或带宽 n 一定时，时间频率一定时，时间频率 f 与带宽与带宽f 随车速成正比随车速成正比变化。变化。第二节第二节 路面不平度的统计特性路面不平度的统计特性( )( )qqG nG f车速( )qG n( )qG f8将将 代入代入 20limqnqnGnn2nq 210limqqqnGfGnunu n单位频带内的单位频带内的“功率功率”（均方值）即为功率谱密度。（均方值）即为功率谱密度。空间频率的功率谱密度空间频率的功率谱密度路面功率谱密度在频带路面

5、功率谱密度在频带n内包含的内包含的“功率功率”。nuf第二节第二节 路面不平度的统计特性路面不平度的统计特性 20limqnqfGff9空间频率和时间频率谱密度的关系空间频率和时间频率谱密度的关系时间频率谱密时间频率谱密度度Gq(f)空间频率谱空间频率谱密度密度Gq(n)第二节第二节 路面不平度的统计特性路面不平度的统计特性n2 nq )(nGqfnf21nfnf2u=1/2u=1u=212112Gq(f)n速度速度u不同时，空不同时，空间频率与时间频间频率与时间频率的关系率的关系10 22000201qqqnuGfGnGnnunf ttqtqd/d 22d/dttqtq 2220024qqq

6、GffGfGnn u 442200216qqqGffGfGnn uf第二节第二节 路面不平度的统计特性路面不平度的统计特性11 2002qquGfGnnfuGq(n0)第二节第二节 路面不平度的统计特性路面不平度的统计特性 对上式的等对上式的等式两边取对数式两边取对数后作图，得到后作图，得到位移功率谱密位移功率谱密度。度。12uGq(n0) 22004qqGfGnn u第二节第二节 路面不平度的统计特性路面不平度的统计特性 对上式的等对上式的等式两边取对数式两边取对数后作图，得到后作图，得到速度速度功率谱密功率谱密度。度。13uGq(n0) 4220016qqGfGnn uf第二节第二节 路面

7、不平度的统计特性路面不平度的统计特性 对上式的等对上式的等式两边取对数式两边取对数后作图，得到后作图，得到加速度加速度功率谱功率谱密度。密度。14三、路面对四轮汽车输入的功率谱密度 IxIq1 LIxIq2 IyIq3 LIyIq4第二节第二节 路面不平度的统计特性路面不平度的统计特性15 汽车有四个输入的振动传递时，要掌握四个车轮输入汽车有四个输入的振动传递时，要掌握四个车轮输入的自谱和四个车轮彼此间的互谱，共的自谱和四个车轮彼此间的互谱，共16个谱量个谱量 2，3，4），其中），其中12个谱量两两共轭。个谱量两两共轭。 1lim*ikikTGnFn FnT nXIxFIqFnF11 nLn

8、XLIxFIqFnFj222e nYIyFIqFnF33 nLnYLIyFIqFnFj244e四个车轮不平度函数的傅里叶变换为四个车轮不平度函数的傅里叶变换为第二节第二节 路面不平度的统计特性路面不平度的统计特性 nGnGnGnGnGnGnGnGnGnGnGnGnGnGnGnGnGnGnGnGnGnGnGnGnLnLnLnLyx*2442xy*31132yx*23322xy*41142yy*43342xx*2112yy4433xx2211( )( ,1,ikGn i k 16左、右轮迹间的互谱可以表示为左、右轮迹间的互谱可以表示为 nxyxyxynGnGje nGnGnGnyyxxxyxy22

9、coh两个轮迹的相关函数为两个轮迹的相关函数为第二节第二节 路面不平度的统计特性路面不平度的统计特性 侧倾角位移功率谱密度侧倾角位移功率谱密度G(n)与垂直位移功率谱密度与垂直位移功率谱密度 的的比值与相干函数比值与相干函数 的关系为的关系为 22/1 cohqxyGnGnnB qGn cohxyn17 与与G(n)/ 曲线曲线第二节第二节 路面不平度的统计特性路面不平度的统计特性 cohxyn qGn18当两个轮迹当两个轮迹x（I）、）、y（I）的统计特性相同，即）的统计特性相同，即 cohxyyxxyqGnGnn Gn且相位谱且相位谱 时时 xxyyqGnGnGn 0 xyn nGnGnGnyyxxxyxy22coh j2j2j2j2j2j2j2j21ecohcohee1cohecohcohcohe1ecohecohe1