1294998288273437506.3 汽车振动系统的简化....ppt

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1、统的振动思考题如何将复杂的汽车简化成比较简单的多自由度系统？本节应掌握的内容6.3.17、4、2、1个自由度简化模型；6.3.2单质量系统的自由振动；6.3.3单质量系统的频率响应特性；6.3.4单质量系统对路面随机输入的响应；（1）7个自由度模型悬挂（车身）质量m2—3个自由度垂直、俯仰、侧倾非悬挂（车轮）质量m1—4自由度（垂直）（2）4个自由度模型汽车对称于其纵轴线，且左、右车辙的不平度函数相等：x(I)=y(I)。悬挂质量m2—2自由度（垂直、俯仰）非悬挂质量m1－2自由度（垂直）忽略轮胎的阻尼4自由度振动模型车身质量的等效：（

2、3）2个自由度模型悬挂质量分配系数：即，m2c=0，m2f、m2r在z方向上的运动相互独立，实际上是两个独立的双质量系统的振动。（4）单自由度模型车轮在低频区内5Hz以下，忽略轮胎的弹性与车轮的质量，可得到最简单的车身单质量系统。6.3.2车身单质量系统的自由振动运动微分方程：运动微分方程的解：通解＋特解（自由振动齐次解＋非齐次解）令：则齐次方程为：其中固有圆频率:阻尼比:悬架系统阻尼比通常在0.25左右，为小阻尼，则齐次方程的解：有阻尼自由振动时，质量m2以有阻尼固有频率振动，其振幅按衰减。阻尼比对衰减振动的影响：1．与有阻尼固有频率

3、ωr有关当时，只比下降了3%左右。工程上，视车身部分振动固有圆频率：（rad/s）车身部分振动固有频率：(s-1或Hz)即为：共振频率ζ=1、ωr=0，系统失去振荡特征。2．决定振幅的衰减程度减幅系数阻尼比对衰减振动的影响：由实测的衰减振动曲线得到d,再求ζ6.3.3单质量系统的频率响应特性1、频率响应特性概念2.频率响应特性推导如何在双对数坐标上画出幅频特性？（1）确定低频段、高频段的渐近线；（2）确定交点频率比下的幅值；(3)确定共振时的幅值。（1）低频段〔0~0.75〕，略大于1，不呈现明显的动态特性，阻尼比对这一段的影响不大。（

4、2）共振段〔0.75,〕，出现共振峰值，将输入位移放大，加大可使共振峰明显下降。（3）高频段〔〕，，，，与阻尼比无关；在时，对输入起衰减作用，阻尼比减小对减振有利。3．幅频特性分析6.3.4单质量系统对路面随机输入的响应（一）用随机振动理论分析汽车平顺性1.平顺性分析的3个振动响应量—车身加速度：（主要评价指标）—悬架动挠度：（与限位行程配合）—车轮与路面间动载：（影响车轮与路面间附着）在进行平顺性分析时，要在路面随机输入对汽车振动系统的这3个振动响应量进行统计计算，以综合进行评价和选择悬挂系统的设计参数。2.振动响应的功率谱密度与均方

5、根值振动响应的功率谱密度与路面位移输入的功率谱密度,有如下简单关系：——响应x对输入q的频率响应函数的模，即幅频特性;响应x——可以是车身加速度、悬架动挠度、车轮与路面间的动载；由于3个响应量取正、负的概率相同，故均值近似为零，所以它们的统计特征值——方差等于均方值，式中，为标准差，均值为零时，就等于均方根值；2.振动响应的功率谱密度与均方根值方差：本章进行平顺性分析的一般方法：路面不平度系数：车速：路面输入谱：频率响应函数：由均方根值对平顺性进行评价重点五、单质量系统对路面随机输入的响应（二）车身加速度功率谱的计算分析位移功率谱密度速

6、度功率谱密度加速度功率谱密度位移、速度、加速度功率谱密度？？速度功率谱密度均方根值谱斜率：图6-16车身加速度对三种路面输入的幅频特性：利用响应对速度输入的幅频特性，来定性分析响应的均方根值。利用响应对路面速度输入的幅频特性，来定性分析响应的均方根值。共振时，结论：(1)随固有频率的增加，共振峰幅值亦增加；(2)随阻尼比增加，共振峰幅值减小；但在高频段，随阻尼比增加，共振峰幅值增加；故对阻尼的取值要综合考虑。(3)阻尼比一般取值=0.2-0.4较合适。分析和对的影响：（三）车轮与地面相对动载对幅频特性的分析动载：相对动载：式中：静载结论

7、：对于单质量系统，相对动载与加速度的幅频特性变化趋势一致，只差1/g倍。（四）悬架动挠度对幅频特性分析动挠度复振幅：动挠度的频响函数：对于单质量振动系统：所以，对幅频特性：式（6-34）分析：《1(低频段)，，以+2：1斜率变化；》1(高频段)，，车身位移。1(共振段)，小结：(1)悬架系统对车身位移而言，是将高频输入衰减的低通滤波器；(2)悬架系统对动挠度而言，是将低频输入衰减的高通滤波器；(3)高频时，车身位移z趋于零，弹簧变形与路面输入趋于相等；(4)阻尼比只在共振区起作用，且当阻尼比=0.5时已不呈现峰值。分析：

8、(1)降低f0，可明显减小车身加速度——这是改善平顺性的基本措施；(2)但f0降低，会使动挠度fd增加，因限位行程[fd]布置受空间限制，不能太大，因此，降低固有频率f0有限。根据不同的工作条件和不同汽车对