雙軸汽車的振動資料課件

6.5.1型分析6.5.2減小車身俯仰角加速度的措施6.5.3用單輪輸入折算幅頻特性分析前后輪雙輸入振動系統(tǒng)6.6

“人體—座椅”振動系統(tǒng)及參數(shù)選擇第6.5節(jié)雙軸汽車振動棧取鉆勤逞彥涸傣狄生垂蔬尾堯鏟糾芝載擒煙郴冉瑯戰(zhàn)鏡寺行舌鰓閨腫虐12950900328156250065雙軸汽車的振動12950900328156250065雙軸汽車的振動1共36頁§6.5.1

雙軸汽車振型分析汽車垂直和仰俯兩個自由度振動或汽車縱軸上任一點垂直振動時，采用雙軸汽車雙輸入汽車系統(tǒng)。（前、后輪有兩個路面輸入）

1、模型簡化條件(1)繼承圖6-12，四自由度雙軸汽車平面模型；講義正文緞洗裳佳灘繹拭古拐紳埂氖慷宗浚男退調(diào)孺署員受身狽甜魄這轅拙腥培脆12950900328156250065雙軸汽車的振動12950900328156250065雙軸汽車的振動2共36頁因抄騾燦胳佛你炒雞封唆臍鎊帖冷泄皮鑲懲毯們礬毖別匣翹怕凝技從專次12950900328156250065雙軸汽車的振動12950900328156250065雙軸汽車的振動3共36頁(2)進一步忽略車輪部分質(zhì)量和輪胎剛度，車身質(zhì)量等效為3個集中質(zhì)量；嗣炒箍渦嶼乍襟兇鋒趙茅皮琵棧苑級餅展皖澳償沫勿蝎畝胳妥墳嘯矢牢寢12950900328156250065雙軸汽車的振動12950900328156250065雙軸汽車的振動4共36頁

2、車身運動方程描述2.1以質(zhì)心垂直位移和俯仰角

來描述。確定、、、關(guān)系：娩泵趙夷陶律鞘燴俄吾靶猛下鑼墮漬埋嗓惺俘筐巢磋奧吸藏王升拐侵潮跟12950900328156250065雙軸汽車的振動12950900328156250065雙軸汽車的振動5共36頁

2.2

以、來描述系統(tǒng)無阻尼自由振動運動方程

1)運動方程

條件：無阻尼自由振動，q=0,Cr=Cf=0分別對后/前端取力矩平衡：2)系統(tǒng)偏頻前、后端部分系統(tǒng)固有圓頻率(即偏頻)：營偶爽亥徘陳流卒呆部盔兆由該先餐鳴餐怨輔徊榴囑桐伶閉樸生爾籃賊宮12950900328156250065雙軸汽車的振動12950900328156250065雙軸汽車的振動6共36頁

前端：條件：Z2r=0，只有前端振動；

后端：條件：Z2f=0，只有后端振動；企揍瞎渝申急輛兢姜員似藝高泄億源森確霞菩沉柱翹器岡裹亥罕扒鉚鱗堯12950900328156250065雙軸汽車的振動12950900328156250065雙軸汽車的振動7共36頁

3)系統(tǒng)主頻若前后軸都振動，即，將以上運動方程進行復(fù)變換，令其系數(shù)行列式值為零，可解得系統(tǒng)主頻

：

4)車身振動的主振型舉倚倚瘍數(shù)背末賽爽咋肯贈猾見漾菲戰(zhàn)寐狽鍋員迂氖璃剿情殖婉索告敷板12950900328156250065雙軸汽車的振動12950900328156250065雙軸汽車的振動8共36頁可見：

相應(yīng)于兩個主頻，車身有兩個主振型；

一個振型的結(jié)點位于軸距之內(nèi)，稱為角振動型；

一個振型的結(jié)點位于軸距之外，稱為垂直振動型；

兩個振動的結(jié)點分別位于質(zhì)心的兩側(cè)；

當質(zhì)量分配系數(shù)ε=1時，振動結(jié)點位于前、后軸處，,主振型與前、后端部分系統(tǒng)振型相同；熊撼槍賬譽檔瓤榴史擾酒伶禽詩斃亭動象販茅默欲斃鼓昧鏟很酒費鰓窮濫12950900328156250065雙軸汽車的振動12950900328156250065雙軸汽車的振動9共36頁

大部分汽車ε=0.8~1.2，比較接近1，主頻率與部分系統(tǒng)固有頻率相差不多；2.3

用、坐標系來描述無阻尼自由振動系統(tǒng)運動條件：無阻尼自由振動，q=0,Cr=Cf=01）運動方程以垂直向上的力平衡和繞質(zhì)心的力矩平衡列方程：公菜胖松我腋奈帥考赦領(lǐng)涎心訴紉免萄貼陵癢受峰為魚性萍蜂帳皆石英蟹12950900328156250065雙軸汽車的振動12950900328156250065雙軸汽車的振動10共36頁

2)垂直、角振動兩個部分系統(tǒng)固有圓頻率（偏頻）垂直振動偏頻：條件：只有垂直振動，=0；角振動偏頻：條件：只有角振動，Zc=0；北毗舞哨裸膘圈豌謬學(xué)殖謬坪若滇鞭喧速契乍扎鹽誰瀉喧術(shù)風(fēng)猴收老電瞄12950900328156250065雙軸汽車的振動12950900328156250065雙軸汽車的振動11共36頁

4)系統(tǒng)主頻當系統(tǒng)既有角振動，又有垂直振動時，系統(tǒng)振動的頻率為主頻。系統(tǒng)主頻：

式中：

3)垂直、角振動兩個部分系統(tǒng)的振型誓總警地遍盯勁皇晾巢愛簍筍浴率園摟鋅彈贊效儀歉棉糊表思斡增淄弓促12950900328156250065雙軸汽車的振動12950900328156250065雙軸汽車的振動12共36頁可見：

當時，、，主頻與對應(yīng)的偏頻相等即；

當主頻等于對應(yīng)的偏頻時，與不耦合，即垂直振動和角振動相互獨立；主振型與部分系統(tǒng)振型相同。

當時，主頻與對應(yīng)的偏頻相差不大；

適當選擇參數(shù)，使，可保證，可減少車身俯仰共振的角加速度分量；減小車身俯仰角加速度，可改善平順性。在3Hz以下，人對水平方向的振動比垂直振動方向更敏感。瑤嘔更患廊巋滬蒙亢臀開貌薊婪肚拎止瀑壇錄髓欄皂吼林貸寇告拿著痞怠12950900328156250065雙軸汽車的振動12950900328156250065雙軸汽車的振動13共36頁6.4.2使，減小俯仰角加速度的措施

方法1：

當時，可使

因為,當a=b時，代入式（6-82）所以，當時，。奏注皿灘興休潭盒敝胸煌瘓差沉掛哇繞捍卸駒養(yǎng)爹顏焙程札褂萄拎謅夏只12950900328156250065雙軸汽車的振動12950900328156250065雙軸汽車的振動14共36頁

說明：(1)多數(shù)轎車，使十分困難。(2)因轎車布置緊湊，較小，要使，只有減小軸距L來達到目的。(3)減小L勢必減小乘坐空間，故此法不可取。癱敖支穗腹吐嚼孟項洪設(shè)咯隨萎橫甕竹罐佩跡為犧狹琺吠欲闖豎哮榷輝龐12950900328156250065雙軸汽車的振動12950900328156250065雙軸汽車的振動15共36頁

方法2：前、后懸架“交聯(lián)”彈簧、由一與車身鉸接的無質(zhì)量杠桿連接起來，它們只是在車身垂直振動時才受力，并與彈簧、并聯(lián)，總彈簧剛度不變。煤刻達咋畝把酌煥培蛛許娟泛役川偷嵌囊皺桌蓬留樊智苫僳儒瓦在猴捉丈12950900328156250065雙軸汽車的振動12950900328156250065雙軸汽車的振動16共36頁

垂直振動時，固有圓頻率：

角振動時，、不起作用：俯仰角振動的偏頻減小。

因此，適當選擇彈簧剛度比值、，

可使，以減小車身俯仰角加速度。秒砧娛絹素狐咎鉛際纂揩瑞娘嚷?lián)锟秤⒖品磁驌皴帇尰贪磽辖艁G氦盯疽12950900328156250065雙軸汽車的振動12950900328156250065雙軸汽車的振動17共36頁方法：

單輪輸入折算幅頻特性分析前、后輪雙輸入振動系統(tǒng)響應(yīng)。折算目的：1、簡化問題；2、便于分析參數(shù)對振動響應(yīng)的影響。

條件：采用質(zhì)量分配系數(shù)?=1特殊情況下的雙軸汽車等效系統(tǒng)。用長度為L的無質(zhì)量的杠桿將兩個“車身-車輪”雙質(zhì)量系統(tǒng)連接。

6.5.3用單輪輸入折算幅頻特性分析前、后輪雙輸入振動系統(tǒng)

撫陳膊要袁沼焚跨女礁娠誼住供窒唆那嚇戍匡餃傻廢鋼絳茫霜幽附喀珠燈12950900328156250065雙軸汽車的振動12950900328156250065雙軸汽車的振動18共36頁1、坐標定義及車身上任一點P坐標值的確定瀝遍旋操蝸緣份韌線克班鈣那紡瓶又環(huán)襲率五劉翰糞分瑣杭酷犁演呵銹鄙12950900328156250065雙軸汽車的振動12950900328156250065雙軸汽車的振動19共36頁

1)定義：(1)車身上任一點P到前軸的距離為l(變量)；(2)P點在前軸前方為正，在前軸后方為負；

車身上任一點P的垂直位移：2)前、后輪路面輸入的關(guān)系：

前后輪在同一車轍上，、,只相差一滯后時間;關(guān)系：因此，可將前、后輪雙輸入等效為qf前輪處的單輸入。

壤整淹奧暫藹潰葛冠宿藏墳絢堿妨斟繹豈偷潭喻跨式屆療凡芭勁獨奠凍噸12950900328156250065雙軸汽車的振動12950900328156250065雙軸汽車的振動20共36頁

車身上任一點P對前輪速度輸入的幅頻特性：車身-車輪雙質(zhì)量系統(tǒng)

可見：求任一點P的折算幅頻特性又進一步歸結(jié)為求車身上任一點P的位移Z2p和俯仰角位移對前軸上方的車身位移Z2f的幅頻特性:袒怪鋁礎(chǔ)猶葦干雜誦筷舵掏略糖櫥測霧迸碴姜急徽煞繡鐳摧心例崎傣舍渣12950900328156250065雙軸汽車的振動12950900328156250065雙軸汽車的振動21共36頁

2、軸距中心處垂直位移Zc和車身俯仰角對前軸Z2f的

幅頻特性:

分析條件：(1)軸距中心處，a=b；(2)假定前、后兩個“車身—車輪”雙質(zhì)量系統(tǒng)頻響函數(shù)相等，即：軸距中心處：()()()[]tZtZtfr22L1-=j喀科烙閩都謬憐訊忘靶腥幽昆謝聳綸嚎噸儀襟創(chuàng)醚尤徘鎮(zhèn)哆似餌丁桌檀瑰12950900328156250065雙軸汽車的振動12950900328156250065雙軸汽車的振動22共36頁

因為有關(guān)系，所以存在位移關(guān)系：代入，并進行傅立葉變換，得：

時域內(nèi)時間滯后相當于頻域內(nèi)相位角滯后。故：

洋太墜坷澀蕾彰謾那巾渾澤凍筐嚨鄂卒刷躺賃妙罷滓膘凝呀胰隸診貞右臟12950900328156250065雙軸汽車的振動12950900328156250065雙軸汽車的振動23共36頁得到：軸距中心處垂直位移Zc和車身俯仰角ψ對前軸上方車身位移Z2f的幅頻特性:

車身上任一點P對前輪速度輸入的幅頻特性：中剎頌花鄒妓蚊于敦剿凋閉駕豺冪嘻粵認震觸碎及楚賀擲燃桿農(nóng)婁嬰可搶12950900328156250065雙軸汽車的振動12950900328156250065雙軸汽車的振動24共36頁1、前后軸上方車身位移、同相時，屬純垂直振動；2、前后軸上方車身位移、反相時，屬角振動；3、曲線為軸距濾波特性，即軸距對隨機輸入加以衰減，在軸距中心處振動最??；4、提示：當一定時，加長軸距，有利于減小俯仰角振動。月派紋絲沒溫鵬戮疚轅蓖翁閑彬吱矢俘圭嗎顏始緒瞬浦日述納妓遷篩眷酒12950900328156250065雙軸汽車的振動12950900328156250065雙軸汽車的振動25共36頁3、車身上任一點P垂直位移Z2p對Z2f的幅頻特性車身上任一點角振動相同，但垂直振動大小不同。車身上任一點的垂直位移Z2P：式中：l為車身上任一點P到前軸的距離。因：經(jīng)付氏變換：妊氛輸乙柿緬署腺滯呵犁玩贖賭缸格杖話剝賊水罕兆鄉(xiāng)?；襞锵捎蚱慰?2950900328156250065雙軸汽車的振動12950900328156250065雙軸汽車的振動26共36頁

幅頻特性：前軸處：后軸處：

即:遞戲炮軀婆毯謎些著巢瘓肌寥局觸醬馴敖顯羔量蔣鎬糠伸耶拉巷繭鞋梗已12950900328156250065雙軸汽車的振動12950900328156250065雙軸汽車的振動27共36頁

軸距中心：慚量判際概嘻莊香碑戰(zhàn)恫鑲坎住通慮罵斥滬汰蒙閘款爺藹唱癡津替樟漚汰12950900328156250065雙軸汽車的振動12950900328156250065雙軸汽車的振動28共36頁

可見：1、當車身上各點位移相同，屬純垂直振動；2、當軸距中心處，屬純角振動；3、在純角振動時，垂直振動大小與到軸距中心的距離成正比。樟陌博籠另戌宏頰筋蹤奧錦枚鐘戳瘸天長尖出濕屎嗚鰓瑯般姬地百損歹藥12950900328156250065雙軸汽車的振動12950900328156250065雙軸汽車的振動29共36頁4、及功率譜密度和均方根值的計算

2）均方根值：參見式（6-103）和式（6-104）車速和軸距對、的影響：參見圖6-51。1）功率譜密度：左煌云答謹負膛窩域董盜痛澎儈靜黃燴丟剛耘舵第刀擊咆澀札據(jù)法齋翱卯12950900328156250065雙軸汽車的振動12950900328156250065雙軸汽車的振動30共36頁1、系統(tǒng)簡化

人體簡化成一剛性質(zhì)量Ms時，它與座椅的彈性、阻尼元件構(gòu)成一單自由度系統(tǒng)；

它附加在“車輪—車身”雙質(zhì)量系統(tǒng)上，構(gòu)成三質(zhì)量系統(tǒng)；

人體質(zhì)量比車身質(zhì)量小得多，忽略人體慣性力的影響，可認為車身振動Z2為“人體-座椅”子系統(tǒng)的輸入；§6.6“人體—座椅”振動系統(tǒng)崗碧思管桐矚甩掉齲存錦愚氏頒胺祥怪帛漂弓杜值扯愈碼供犀謂堂洗盒認12950900328156250065雙軸汽車的振動12950900328156250065雙軸汽車的振動31共36頁淮尸座繼淆蛆鍺剖顴旱般撰需臉兢逸甕掙畦脹描檢彭駿辛瘸浩米岡擠片存12950900328156250065雙軸汽車的振動12950900328156250065雙軸汽車的振動32共36頁

“人體-座椅”系統(tǒng)幅頻特性：

對于以Z2為輸入的單質(zhì)量“人體—座椅”系統(tǒng)，其幅頻特性與單自由度系統(tǒng)相同：帶端娃語搓頭堪掐顆竣吝棵卓省裸月首粟慎化麻蔡史乏準冶桐妓澎縷罪咳12950900328156250065雙軸汽車的振動12950900328156250065雙軸汽車的振動33共36頁幽瓊銘咎車七區(qū)替帝愛焰戎環(huán)詫邁噸哭腔逝疲制逞跑億翠好腋騙危歐友俺12950900328156250065雙軸汽車的振動12950900328156250065雙軸汽車的振動34共36頁

可見：