第六章 汽车平顺性

1、1第六章 汽车的平顺性第六章 汽车的平顺性振动输入路面不平度的统计特性重点研究重点研究路面不平路面不平引起的汽车引起的汽车振动振动问题问题具体研究以下内容：具体研究以下内容：人体对振动的反应和平顺性的评价汽车振动系统的简化汽车系统参数对振动响应参数的影响汽车振动系统的频响特性汽车平顺性的测试0.5-25Hz2 为什么要研究汽车的平顺性？为什么要研究汽车的平顺性？ 振动影响人的舒适性、工作效能、身体健康，振动影响人的舒适性、工作效能、身体健康，影响货物的完整性以及零部件的性能和寿命影响货物的完整性以及零部件的性能和寿命 什么是汽车平顺性？什么是汽车平顺性？ 保持汽车在行驶过程中乘员所处的振动环境

2、具保持汽车在行驶过程中乘员所处的振动环境具有一定有一定舒适舒适程度和保持货物程度和保持货物完好完好的性能的性能平顺性研究的目的：平顺性研究的目的：有效控制汽车振动系统的动态有效控制汽车振动系统的动态特性，使振动的特性，使振动的“输出输出”在给定的工况的在给定的工况的“输入输入”下不超过一定界限，以保证乘员的舒适性下不超过一定界限，以保证乘员的舒适性3评价指标加权加速度均方根值加权加速度均方根值撞击悬架限位的概率撞击悬架限位的概率行驶安全性行驶安全性输入输入路面不平度路面不平度车速车速发动机、传动系和车轮等旋发动机、传动系和车轮等旋转部件的非平衡干扰转部件的非平衡干扰输出输出车身传至人体的车身传

3、至人体的加速度加速度悬架弹簧的悬架弹簧的动挠度动挠度车轮与路面间的车轮与路面间的动载荷动载荷将围绕人体对振动的反应和平顺性的评价指标、路面不平度的统计特性（振动系统的输入）、振动系统的动力学分析、振动系统的输出特性等内容而展开本章将本章将不考虑不考虑振动系统振动系统弹性弹性元件元件阻尼阻尼元件元件车身、车轮车身、车轮质量质量4第一节 人体对振动的反应和平顺性的评价5第一节 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对振动的反应人体坐姿受振模型人体坐姿受振模型平顺性的评价方法平顺性的评价方法6一、人体对振动的反应人体对振动的反应人体对振动的反应垂直方向垂直方向412.5Hz水平方向水平方

4、向0.52Hz人体最敏感人体最敏感传至人体的振动加速度传至人体的振动加速度人体对水平方向的振人体对水平方向的振动比垂直方向更敏感动比垂直方向更敏感心理心理生理生理思考：公交车和长途思考：公交车和长途客车在设计时对平顺客车在设计时对平顺性的要求有何不同？性的要求有何不同？客观因素客观因素主观因素主观因素第一节 人体对振动的反应和平顺性的评价持续时间持续时间强度强度作用方向作用方向频率频率7 1974年国际标准化组织制定了国际标准年国际标准化组织制定了国际标准ISO2631：人人体承受全身振动评价指南体承受全身振动评价指南 1997年公布了年公布了ISO2631-1：人体承受全身振动评价人体承受全

5、身振动评价第一部分：一般要求第一部分：一般要求 我国对国际标准进行修订，公布了我国对国际标准进行修订，公布了GB/T4970-1996汽汽车平顺性随机输入行驶试验方法车平顺性随机输入行驶试验方法与平顺性评价方法相关的国际、国内标准与平顺性评价方法相关的国际、国内标准第一节 人体对振动的反应和平顺性的评价8人体坐姿受振模型人体坐姿受振模型共共3个输入点、个输入点、12个方向的振动个方向的振动第一节 人体对振动的反应和平顺性的评价9位置位置坐标轴名称坐标轴名称频率加权函数频率加权函数轴加权系数轴加权系数k座椅支承面座椅支承面wd1.00wd1.00wk1.00we0.63we0.40we0.20靠

6、背靠背0.80wd0.50wd0.40脚脚wk0.25wk0.25wk0.40频率加权函数和轴加权系数频率加权函数和轴加权系数第一节 人体对振动的反应和平顺性的评价sxbxfxsyfyfzbybzszxryrzrcw10椅面传给人体的椅面传给人体的3 3个线振动最敏感个线振动最敏感思考：由轴加权系数的不同取值可否思考：由轴加权系数的不同取值可否确定人体对哪个点输入的振动最敏感？确定人体对哪个点输入的振动最敏感？第一节 人体对振动的反应和平顺性的评价sssxyz、 、11 只考虑只考虑 这三这三个轴向振动，且个轴向振动，且 两两个水平轴向的轴加权系数个水平轴向的轴加权系数取取 k=1.4 靠背水

7、平轴向靠背水平轴向 可以由椅面水平轴向可以由椅面水平轴向 代替，此时轴加权系数取代替，此时轴加权系数取 k=1.4评价汽车平顺性时就考虑椅面评价汽车平顺性时就考虑椅面 三个轴向振动三个轴向振动第一节 人体对振动的反应和平顺性的评价sssxyz、 、sx、syssxy、bbxy、sssxyz、 、ISO2631- -1：1997（E）标准还规定）标准还规定当当评价振动对健康的影响评价振动对健康的影响时时12人体对不同频率的振动敏感程度不同人体对不同频率的振动敏感程度不同zs最敏感的频率范围: 4-12.5Hz在4-8Hz频率范围，人的内脏器官产生共振8-12.5Hz频率范围，对人的脊椎系统影响很

8、大xs, ys最敏感的频率范围是0.5-2Hz在3Hz以下，人体对水平振动比对垂直振动更敏感，且汽车车身部分系统在此频率范围内产生共振，故应对水平振动给予充分重视。第一节 人体对振动的反应和平顺性的评价13各轴向的频率加权函数（渐近线）各轴向的频率加权函数（渐近线） k0.50.5Hz2Hz/42Hz4Hz14Hz12.5Hz12.5/12.5Hz80Hzfffwffff d1(0.5Hz2Hz)2/2Hz80Hzfwfff c1(0.5Hz8Hz)8/8Hz80Hzfwfff e1(0.5Hz1Hz)1/1Hz80Hzfwfff频率加权函数频率加权函数第一节 人体对振动的反应和平顺性的评价0

9、.5-80Hz14二、平顺性的评价方法1.基本评价法（1）计算各轴向加权加速度均方根值aw第一节 人体对振动的反应和平顺性的评价15（1）计算各轴向加权加速度均方根值aw滤波网络法将测得的 通过相应的频率加权函数 的滤波网络，得到加权加速度时间历程 TttaTa02wwd)(1频谱分析法对 进行频谱分析，得到功率谱密度函数805 . 0a2wd)()(ffGfWa第一节 人体对振动的反应和平顺性的评价 wat a t w f a t aGf16（2）三个方向总加权加速度均方根值第一节 人体对振动的反应和平顺性的评价椅面椅面222v)4 . 1 ()4 . 1 (xwywxwaaaa17（3）总

10、加权振级LawdB/20lg0wawaaLa0参考加速度均方根值参考加速度均方根值 62010 m/sa第一节 人体对振动的反应和平顺性的评价5 . 0wa114105 . 0lg206waL1wa120101lg206waL18（4）评价方法Law和和aw与人的主观感觉之间的关系与人的主观感觉之间的关系加权加速度均方根值加权加速度均方根值aw加权振级加权振级Law人的主观感觉人的主观感觉2.0126极不舒适极不舒适第一节 人体对振动的反应和平顺性的评价19位置位置坐标轴坐标轴名称名称频率加频率加权函数权函数轴加权轴加权系数系数k加权加速度加权加速度均方根值均方根值aw峰值峰值系数系数座椅座椅

11、支承支承面面wd1.000.0805.0wd1.000.1144.7wk1.000.4075.5we0.630.1064.9we0.400.0855.0we0.200.0114.5频率加权函数和轴加权系数频率加权函数和轴加权系数European轿车上振动测量结果轿车上振动测量结果第一节 人体对振动的反应和平顺性的评价sxsyszxrzryr20位置位置坐标轴坐标轴名称名称频率加频率加权函数权函数轴加权轴加权系数系数k加权加速度加权加速度均方根值均方根值峰值峰值系数系数靠背靠背0.800.2124.3wd0.500.0874.4wd0.400.1404.9wk0.250.0905.4脚脚wk0.250.0935.1wk0.400.3196.2总加权加速度均方根总加权加速度均方根0.628122vvjaa频率加权函数和轴加权系数频率加权函数和轴加权系数European轿车上振动测量结果轿车上振动测量结果bxbybzfxfyfzcw212.辅助评价法 当峰值系数当峰值系数 9时，时，ISO 2631- -1：1997 (E) 标准规定用加标准规定用加权加