汽车知识大全 (2)ppt课件

1、 本节将汽车振动系统简化为单质量的振动系统；分析单质量系统的自在振动和频率呼应特性；分析单质量系统对路面随机输入的呼应及其呼应量特性参数的计算，分析悬架系统固有频率f0和阻尼比对振动呼应的影响；引见悬架系统固有频率f0和阻尼比的选择范围。第六章 汽车的平顺性第三节汽车振动系统的简化，单质量系统的振动前往目录. 当 ，并忽略轮胎阻尼后，汽车立体模型可简化为平面模型。 车身质量有垂直、俯仰、侧倾3个自在度，4个车轮质量有4个垂直自在度，整车共7个自在度。一、汽车振动系统的简化第三节 汽车振动系统的简化，单质量系统的振动. 1总质量坚持不变 2质心位置不变 3转动惯量坚持不变第三节 汽车振动系统的简

2、化，单质量系统的振动简化前后应满足以下三个条件解得令 悬挂质量分配系数。. 对于大部分汽车， = 0.81.2，即接近1。当 = 1时第三节 汽车振动系统的简化，单质量系统的振动. 在 =1 的情况下，前、后轴上方车身部分的集中质量m2f 、 m2r在垂直方向的运动是相互独立的。 双轴汽车模型可以简化为车身、车轮两个自在度振动系统模型。第三节 汽车振动系统的简化，单质量系统的振动. 车轮部分的固有频率为1016Hz，假设激振频率远离车轮固有频率即5Hz以下，轮胎的动变形很小，可忽略车轮质量和轮胎的弹性，从而得到车身单质量系统模型。第三节 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

3、在振动0振动系统固有圆频率；阻尼比。第三节 汽车振动系统的简化，单质量系统的振动.齐次微分方程的解为第三节 汽车振动系统的简化，单质量系统的振动 有阻尼自在振动时，质量m2以有阻尼固有频率振动，振幅按衰减。. 增大，r下降。当=1时，运动失去振荡特征。 汽车悬架系统阻尼比大约为0.25，r比0只下降了3%左右， 。1与有阻尼固有频率r有关第三节 汽车振动系统的简化，单质量系统的振动阻尼比对衰减振动的影响.2决议振幅的衰减程度阻尼比对衰减振动的影响两个相邻的振幅A1与A2之比称为减振系数d由实测的衰减振动曲线得到d，即可确定系统的阻尼比。阻尼比越大，振幅衰减得越快第三节 汽车振动系统的简化，单质

4、量系统的振动.三、单质量系统频率呼应特性分析幅值比、相位差随激振频率而变化的规律。 对于一个常系数的线性系统即系统的m、K、为常数，当输入量 是一个简谐函数时，输出量 也是与输入量同频率的简谐函数，但两者的幅值不同，相位也不同。 输出、输入的幅值比是频率 f 的函数，称为幅频特性。 相位差也是 f 的函数，称为相频特性。 两者统称为频率呼应特性。第三节 汽车振动系统的简化，单质量系统的振动.复振幅z0、q0为输出、输入谐量的幅值；1.频率呼应函数确实定 由输出、输入谐量复振幅 z 与 q 的比值或 与 的傅里叶变换Z()与Q() 的比值，可以确定频率呼应函数 。 输出、输入谐量的幅值比，称为幅

5、频特性。 输出、输入谐量的相位差，称为相频特性。第三节 汽车振动系统的简化，单质量系统的振动.令那么第三节 汽车振动系统的简化，单质量系统的振动代入.2.幅频特性第三节 汽车振动系统的简化，单质量系统的振动.四、单质量系统对路面随机输入的呼应1.用随机振动实际分析汽车平顺性的概述1平顺性分析的振动呼应量车轮与路面间的动载 车身加速度悬架弹簧的动挠度第三节 汽车振动系统的简化，单质量系统的振动.3.幅频特性曲线0.1110频率比=/010lg|z/q|-101-1lg 用双对数坐标做出幅频特性曲线。0.11|z/q|10 渐近线为程度线，斜率为0:1。 渐近线的“频率指数为0。第三节 汽车振动系

6、统的简化，单质量系统的振动.0.1110频率比=/010lg|z/q|-101-1lg0.11|z/q|10 渐近线斜率为-2:1。 “频率指数为-2。-2:13.幅频特性曲线第三节 汽车振动系统的简化，单质量系统的振动.0.1110频率比=/010lg|z/q|-101-1lg0.11|z/q|10渐近线斜率为-1:1。“频率指数为-1。-2:1-1:13.幅频特性曲线第三节 汽车振动系统的简化，单质量系统的振动.0.1110频率比=/010lg|z/q|-101-1lg0.11|z/q|10-2:1-1:1 确定低频段和高频段渐近线的交点。交点要满足3.幅频特性曲线第三节 汽车振动系统的简

7、化，单质量系统的振动.0.1110频率比=/010lg|z/q|-101-1lg0.11|z/q|10-2:1-1:1 与无关，即无论阻尼比取何值，幅频特性曲线都要经过 点3.幅频特性曲线第三节 汽车振动系统的简化，单质量系统的振动.0.1110频率比=/010lg|z/q|-101-1lg0.11|z/q|10-2:1-1:1共振时，单质量系统位移输入与位移输出的幅频特性3.幅频特性曲线第三节 汽车振动系统的简化，单质量系统的振动.4.幅频特性曲线的讨论1低频段 |z/q|略大于1，阻尼比对这一频段的影响不大。第三节 汽车振动系统的简化，单质量系统的振动0.1110频率比=/010lg|z/

8、q|-101-1lg0.11|z/q|10-2:1-1:1单质量系统位移输入与位移输出的幅频特性.4.幅频特性曲线的讨论2共振段 |z/q|出现峰值，将输入位移放大，加大阻尼比，可使共振峰值明显下降。第三节 汽车振动系统的简化，单质量系统的振动0.1110频率比=/010lg|z/q|-101-1lg0.11|z/q|10-2:1-1:1单质量系统位移输入与位移输出的幅频特性.4.幅频特性曲线的讨论3高频段 悬架对输入位移起衰减作用，阻尼比减小对减振有利。与无关第三节 汽车振动系统的简化，单质量系统的振动0.1110频率比=/010lg|z/q|-101-1lg0.11|z/q|10-2:1-

9、1:1单质量系统位移输入与位移输出的幅频特性.2振动呼应量的功率谱密度与均方根值第三节 汽车振动系统的简化，单质量系统的振动振动呼应量 x 的功率谱密度；路面位移 q 的功率谱密度；系统呼应量 x 对输入 q 的幅频特性。.第三节 汽车振动系统的简化，单质量系统的振动 振动呼应量的方差，等于均方根值。 由路面不平度系数和车速确定路面位移输入的功率谱密度 由悬架系统参数求出频率呼应函数Hfxq.3概率分布与规范差的关系 振动呼应量 x 的分布为正态分布，且均值为零时，幅值的绝对值超越 的概率为P，与 P 的关系如下表。122.5833.29P31.7%4.6%1%0.3%0.1%1P68.3%9

10、5.4%99%99.7%99.9%正态分布情况下，超越规范差x的倍以外的概率P第三节 汽车振动系统的简化，单质量系统的振动.122.5833.29P31.7%4.6%1%0.3%0.1%1P68.3%95.4%99%99.7%99.9%正态分布情况下，超越规范差x的倍以外的概率P 要求车身加速度 超越1g的概率P=1%，求车身加速度的规范差 。第三节 汽车振动系统的简化，单质量系统的振动例1即 =0.39g 时，可以使 超越1g的概率P=1%。.122.5833.29P31.7%4.6%1%0.3%0.1%1P68.3%95.4%99%99.7%99.9%正态分布情况下，超越规范差x的倍以外的

11、概率P 某汽车悬架弹簧动挠度 的规范差 =3cm，要求动挠度超越限位行程 即撞击限位的概率P = 0.3，假设车轮上下跳动的限位行程均为 ，求 。第三节 汽车振动系统的简化，单质量系统的振动=3cm， =9cm 可使撞击限位的概率为0.3%。例2.122.5833.29P31.7%4.6%1%0.3%0.1%1P68.3%95.4%99%99.7%99.9%正态分布情况下，超越规范差x的倍以外的概率P车轮跳离地面的条件是相应界限值 当车轮与路面间的动载Fd与车轮作用于路面的静载G大小相等且方向相反时，车轮作用于路面的垂直载荷等于零。取 ，相对动载 /G 的均方根值 ，求车轮跳离地面的概率。由于

12、 向上的概率占一半，车轮跳离地面的概率是0.15%。第三节 汽车振动系统的简化，单质量系统的振动例3.2.车身加速度的功率谱密度 的计算分析路面输入除采用 外，还可以采用 和 。相应地，幅频特性要采用 和 。第三节 汽车振动系统的简化，单质量系统的振动.输入、输出均方根谱之间的关系路面输入的均方根谱用双对数坐标做出路面输入均方根谱与的关系曲线。第三节 汽车振动系统的简化，单质量系统的振动.斜率为0:1斜率为1:1斜率为1:1第三节 汽车振动系统的简化，单质量系统的振动.三个幅频 特性为第三节 汽车振动系统的简化，单质量系统的振动.第三节 汽车振动系统的简化，单质量系统的振动0.1110频率比=

13、/010lg|z/q|-101-1lg0.11|z/q|10-2:1-1:1. 由于 为一“白噪声， 与 的图形完全一样，只是在双对数坐标上挪动 。 可以用呼应量对速度输入的幅频特性定性分析呼应的均方根谱。第三节 汽车振动系统的简化，单质量系统的振动.21101000.1110激振频率 f / Hz=0.25=0.5f0=1Hzf0=2Hz思索：对共振峰值和高频段的影响有何不同？振动系统的固有频率 f0 对共振峰值有何影响？ 第三节 汽车振动系统的简化，单质量系统的振动0.250.5f = f0 =114.048.88f = f0 =228.0817.76. 对单质量振动系统， /G与 只相差系数1/g，因此0和对 幅频特性的影响与 幅频特性的影响，从变化趋势上讲完全一样。3.车轮与路面间的相对动载 /G对 的幅频特性的分析第三节 汽车振动系统的简化，单质量系统的振动.4.悬架弹簧的动挠度 对 幅频特性的分析第三节 汽车振动系统的简化，单质量系统的振动.在低频段，1，2:10:1第三节 汽车振动系统的简化，单质量系统的振动频率比=/00.1 1 101010.1=0=0.5=0.25.2:10:11:1-1:1思索：悬架固有频率 f0 对 有何影响？ 第三节 汽车振动系统的简化，单质量系统的振动0.250.5f = f0=10.3180.159