第11讲-汽车振动与噪声控制-传动系振动分析

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1、汽车振动与噪声控制山东交通学院邱绪云第11讲（2008-12-11）08-09第1学期第16周第4章汽车动力传动及转向系统振动4.1振动分析的传递矩阵法4.2汽车动力传动系统振动4.3汽车转向系统振动4.4制动时汽车的振动4.1振动分析的传递矩阵法4.1.1扭转振动分析的传递矩阵法4.1.2弯曲振动分析的传递矩阵法何为传递矩阵法？将有链状或者轴状特点的实际结构，离散成具有集中广义质量和刚度元素，串联在一起的弹簧－质量的单元链系统。多圆盘轴系统的扭振分析：由无质量的轴和有质量的圆盘组成。4.1.1扭转振动分析的传递矩阵法取其中第i

2、段进行分析：1）无质量轴状态量：4.1.1扭转振动分析的传递矩阵法场传递矩阵：取其中第i段进行分析：2）质量点Ji状态量：4.1.1扭转振动分析的传递矩阵法点传递矩阵：4.1.1扭转振动分析的传递矩阵法点传递矩阵：场传递矩阵：4.1.1扭转振动分析的传递矩阵法递推算法：4.1.1扭转振动分析的传递矩阵法边界条件：特征方程：此特征方程关于固有频率的N次代数方程，有N个解。例4-1求三圆盘扭振系统的固有频率和扭振模态。N=3，两端自由：J1圆盘，令解：4.1.1扭转振动分析的传递矩阵法圆盘J2：4.1.1扭转振动分析的传递矩阵法圆盘J

3、3：4.1.1扭转振动分析的传递矩阵法给定一组，求出与的关系曲线：得到：4.1.1扭转振动分析的传递矩阵法4.1.1扭转振动分析的传递矩阵法得到3阶扭振模态：4.1.1扭转振动分析的传递矩阵法扭振模态图4.1.2弯曲振动分析的传递矩阵法汽车动力输出轴系统，离散为无质量的梁上带有若干集中质量的横向振动系统。4.1.2弯曲振动分析的传递矩阵法取出第i个单元（梁段和集中质量）：梁的横向位移（挠度）、截面转角、弯矩和剪力。4.1.2弯曲振动分析的传递矩阵法点传递矩阵(质量块)：4.1.2弯曲振动分析的传递矩阵法场传递矩阵(无质量梁)：4.

4、1.2弯曲振动分析的传递矩阵法合并两者得单元体传递矩阵：4.1.2弯曲振动分析的传递矩阵法递推得到梁最左边0与最右边N的关系矩阵：最后根据边界条件求出各阶固有频率和模态振型。第4章汽车动力传动及转向系统振动4.1振动分析的传递矩阵法4.2汽车动力传动系统振动4.3汽车转向系统振动4.4制动时汽车的振动4.2汽车动力传动系统振动4.2.1汽车动力传动系统扭转振动4.2.2汽车动力传动系统弯曲振动4.2.1汽车动力传动系统扭转振动汽车动力传动系扭转振动的当量系统将实际曲轴和齿轮及齿轮轴等按照设计构成，根据等效原则简化成链状轴系计算分

5、析模型。等效原则：简化前后系统各部件关于弹性扭转的动能和势能不变。运动质量用刚性圆盘（有惯量无弹性）代替，轴段（有弹性无惯量）的惯量转化到相邻圆盘上。4.2.1汽车动力传动系统扭转振动4.2.1汽车动力传动系统扭转振动2.确定等效圆盘的转动惯量J，等效轴扭转弹性系数k的获取方法：理论力学公式、计算机软件计算和试验测量。3.扭振运动微分方程：4.2.1汽车动力传动系统扭转振动激励力矩：1）气缸内燃料点火燃气爆发压力产生的干扰力矩；2）曲柄连杆机构质量及惯性力产生的干扰力矩；3）功率负载部件所吸收的转矩不是定值而产生的干扰力矩；4.2

6、.1汽车动力传动系统扭转振动5.临界频率和临界转速：1）干扰力矩的频率与扭振系统本身的某一阶固有频率相同，会引起共振；2）临界转速谱；4.2.2汽车动力传动系统弯曲振动1.汽车动力传动系弯曲振动模型：10自由度4.2.2汽车动力传动系统弯曲振动2.振型和固有频率：4.2.2汽车动力传动系统弯曲振动3.产生弯曲振动的激振源：①传动轴不平衡产生的惯性力；②发动机往复质量产生的惯性力；③万向节的安装角产生的力；④车辆动载荷变化；第4章汽车动力传动及转向系统振动4.1振动分析的传递矩阵法4.2汽车动力传动系统振动4.3汽车转向系统振动4

7、.4制动时汽车的振动4.3汽车转向系统振动4.3.1汽车前轮及前桥的振动4.3.2前轮摆振的影响因素4.3.1汽车前轮及前桥的振动1.前轮摆振：转向轮绕主销的左右摆动和车轮上下跳动。主要由3个方向的振动合成：①横向振动：悬架和轮胎的横向弹性②前轮绕主销的角振动4.3.1汽车前轮及前桥的振动③前桥绕汽车纵轴线的角振动4.3.2前轮摆振的影响因素1）车轮不平衡的影响4.3.2前轮摆振的影响因素1）车轮不平衡的影响4.3.2前轮摆振的影响因素2）车轮陀螺效应的影响3）路面不平度4）悬架与转向机构运动不协调第4章汽车动力传动及转向系统振

8、动4.1振动分析的传递矩阵法4.2汽车动力传动系统振动4.3汽车转向系统振动4.4制动时汽车的振动4.4制动时汽车的振动4.4.1汽车制动动力学模型4.4.2汽车制动动力学简化模型求解4.4.3制动的一些因素对汽车振动的影响滑动(移)率S：车轮纯滚