汽车振动分析ppt课件.pptx

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1、cqjtu机电与汽车工程学院伍岳汽车振动分析1.概论2.离散系统振动分析3.连续系统振动及有限元法4.随机振动5.振动分析的应用关于振动的基本概念概论1.振动：物体的全部或一部分沿直线或曲线往复的颤动，有一定的时间规律和周期。2.广义振动：一种物理量，时而增加，时而减小，反复进行变化。这种物理过程及运动形式，即为振动。3.机械振动:物体或质点在其平衡位置附近所作的往复运动。根据系统的输入的类型：1.自由振动：系统受到初始干扰后，在没有外界激励作用时所产生的振动。2.强迫振动：系统在外界激励作用下产生的振动。3.自激振动：系统

2、在输入和输出之间具有反馈特性，并有能源补充时产生的振动。4.参数振动：通过周期或随机的改变系统的特性参数而实现的振动。5.固有振动：无激励时系统所有可能的振动关系的集合，仅是可能的振动反应系统的固有属性。振动的分类根据描述系统的微分方程分类：1.线性振动：用常系数线性微分方程式描述的系统所产生的振动。2.非线性振动：用非线性微分方程式描述的系统所产生的振动。根据系统的自由度分类：1.单自由度系统的振动：用一个独立坐标就能确定位置的系统的振动。2.多自由度系统的振动：用多个独立坐标才能确定位置的系统的振动，包括二自由度系统。3

3、.无限多自由度系统的振动：用无限多个独立坐标才能确定位置的系统的振动，这种振动又称为弹性体的振动。根据系统输出的振动规律分类：1.周期振动：振动量是时间的周期函数,x(t)=x(t+nT)n=1,2,……。系统在相等的时间间隔内作往复运动。周期振动中最简单、最重要的是简谐振动。2.非周期性振动：振动量不是时间的周期函数，又可以为稳态振动和瞬态振动。稳态振动是非周期持续的等幅振动；瞬态振动是在一定时间内振动并逐渐消失的非周期振动。3.随机振动：振动量不是时间的确定函数，只能通过概率统计的方法来研究。振动量不能用函数x(t)来表

4、示，只能通过与时间t的关系图线来表示。振动过程中振幅、相位、频率都是随机变化的。按输入、输出与激励的关系:振动问题的分类1.振动分析：一直激励系统特性，求系统的响应。如已知路面条件和车辆结构，求解驾驶员受到的振动。2.振动环境预测：已知系统的特性和振动响应，反推系统的激励。预测的结果可以作为以后振动设计的激励。3.系统识别：已知激励和系统的响应，确定系统的特性。使用模态实验及模态分析的方法，识别出系统，以建立振动模型或检验已有的理论模型。若对振动系统有所了解，称为灰箱问题；如对振动系统一点也不了解，称为黑箱问题。按系统的模型

5、：1.连续性系统：系统的质量、弹性及阻尼是分布的、连续的。描述连续系统要用到空间和时间两个坐标，其运动方程是偏微分方程。2.离散性系统：系统的质量、弹性及阻尼是离散的。按系统的自由度：1.单自由度系统：在任意时刻只要一个广义坐标即可完全确定其位置的系统。2.双自由度系统：需要两个广义坐标才可完全的确定其位置和状态的系统。3.多自由度系统：在任意时刻需要两个或更多的广义坐标才能完全确定其位置的系统。4.无限多自由度系统：用无限多个独立坐标才能确定位置的系统的振动，这种振动又称为弹性体的振动。1.振动隔离：在振动源不可能完全消除

6、的情况下，研究如何减小振动对结构的影响，如汽车悬架的设计就是为了减小汽车在不平路面上行驶时传给车身的振动。2.在线控制：利用振动信号检测设备工作状况，诊断故障。如对发动机故障进行的振动监测和诊断。3.工具开发：利用振动原理，研究和开发新型的振动源和振动工具。4.动态性能分析：对机器的动态性能进行分析，如汽车的乘坐舒适性、操作稳定性等进行振动分析。同时研究机器和结构件的疲劳寿命、动强度等问题。5.模态分析：振动中模态分析的理论和实验的研究。振动研究的基本问题研究振动问题的基本方法1.理论分析法：1.建立系统的力学模型（激励、质

7、量、弹性和阻尼是振动系统的四大要素）2.建立运动方程3.求解方程，得到响应规律2.实验研究法：1.选择测试工况，也就是选择激励源2.对振系结构进行分析，研究振动的测点，以布置传感器3.测取振动信号，并进行分析和处理4.对分析的结果做出结论3.理论实践相结合法：1.通过实验的方法识别出系统，建立系统特性模型，通过实验验证理论分析的结果。2.通过理论分析的方法预测系统的响应，通过实验验证振动结果。汽车振动问题汽车本身就是一个具有质量、弹簧和阻尼的振动系统。1.汽车振动问题的影响1.使汽车的动力性得不到充分的发挥，经济性变坏。2.

8、影响汽车的通过性、操纵稳定性和平顺性，使乘员产生不舒服和疲乏的感觉，甚至损坏汽车的零部件和运载的货物，缩短汽车的使用寿命。2.汽车振动问题的组成1.发动机和传动系统:汽车行驶时因道路不平气缸内的燃气压力和运动件的不平衡惯性力周期性变化的结果，都会使曲轴系统和发动机整机产生振动。发动机和传动