DEC_06_ 不平硬地面上行駛的平順性_02模型的建立與分析

第六章在不平的土地上行駛方便性，第二節(jié)模型的建立和分析，1。汽車系統(tǒng)的簡化和模型的建立，6.2模型的建立和分析，忽略輪胎阻尼，將汽車三維模型簡化為平面模型。主體質(zhì)量具有三個(gè)自由度：垂直、螺距和滾動(dòng)，四個(gè)車輪質(zhì)量具有四個(gè)垂直自由度，車輛總共有七個(gè)自由度。圖6-7四輪汽車的簡化三維模型，1)總質(zhì)量保持不變，2)改變質(zhì)心位置，3)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量保持不變，并且在簡化前后必須滿足以下三個(gè)條件：即，靜止質(zhì)量分布系數(shù)。6.2模型的建立和分析，對(duì)于大多數(shù)汽車來說=0.8到1.2，即接近1。=1時(shí)，表示1。汽車系統(tǒng)的簡化和模型構(gòu)建，對(duì)于大多數(shù)汽車來說=0.8到1.2，則接近1。如果為1，則mc=0。這將使前后軸進(jìn)一步簡化為兩個(gè)雙質(zhì)量振動(dòng)系統(tǒng)。如果車輪質(zhì)量相對(duì)較小，則可以進(jìn)一步簡化為單一質(zhì)量系統(tǒng)。6.2模型的建立和分析，2 .單自由度振動(dòng)系統(tǒng)，(1)簡單諧波振動(dòng)的表示，圖6-9復(fù)數(shù)旋轉(zhuǎn)矢量，簡單諧波振動(dòng)的函數(shù)為簡單諧波振動(dòng)的加速度，6.2模型的建立和分析，=1的情況下，前后輪軸上車身部分的集中質(zhì)量m2f，m2r在垂直方向上相互獨(dú)立。雙軸汽車模型可以簡化為車身、車輪的兩自由度振動(dòng)系統(tǒng)模型。2 .單自由度振動(dòng)系統(tǒng)，(2)具有阻尼的自由振動(dòng)，6.2模型的建立和分析，車輪部分的固有頻率1016Hz，勵(lì)磁頻率遠(yuǎn)離車輪固有頻率(即5Hz以下)，如果輪胎的動(dòng)態(tài)變形較小，則可以忽略車輪質(zhì)量和輪胎的彈性，獲得車身單質(zhì)量系統(tǒng)模型。圖6-10主體單自由度系統(tǒng)模型，2 .單自由度振動(dòng)系統(tǒng)，(2)阻尼自由振動(dòng)，6.2模型的建立和分析， 0-振動(dòng)系統(tǒng)固有圓頻率；-阻尼比。圖6-10車身單自由度系統(tǒng)模型，2 .單自由度振動(dòng)系統(tǒng)，6.2模型的建立和分析，同階微分方程的解，有阻尼自由振動(dòng)時(shí)，質(zhì)量m2為阻尼固有頻率，振動(dòng)，振幅基準(zhǔn)，衰減。6.2模型的建立和分析，確定衰減程度的衰減比，兩個(gè)相鄰振幅A1和A2的比率稱為減振系數(shù)d，通過測(cè)量的衰減振動(dòng)曲線獲得d，可以確定系統(tǒng)的衰減比。衰減比越大，振幅衰減得越快，2 .單自由度振動(dòng)系統(tǒng)，6.2模型的創(chuàng)建和分析，復(fù)合振幅，z0，Q0輸出，輸入諧波振幅；頻率響應(yīng)函數(shù)由輸出、輸入諧波復(fù)振幅Z與Q的比率或傅立葉變換Z()與Q()的比率確定。輸出，輸入諧波振幅比，稱為振幅-頻率特性。輸出稱為相位頻率特性，輸入諧波相位差。(3)單質(zhì)量系統(tǒng)的頻率響應(yīng)特性，6.2模型的建立和分析，命令，替換，6.2模型的建立和分析，振幅頻率特性，6.2模型的建立和分析，(3)，6.2模型的建立和分析，(3)單質(zhì)量系統(tǒng)的頻率響應(yīng)特性，2)諧振段，| z/q |峰值，增大輸入位移，增大阻尼比，可以顯著減小諧振峰值。振幅-頻率特性曲線的討論，6.2模型的建立和分析，(3)單質(zhì)量系統(tǒng)的頻率響應(yīng)特性，3)高頻，懸架對(duì)輸入位移起衰減作用，有利于衰減。，與無關(guān)，對(duì)幅頻特性曲線的討論，6.2模型的建立和分析，(3)單質(zhì)量系統(tǒng)的頻率響應(yīng)特性，(4)單質(zhì)量系統(tǒng)對(duì)包裝隨機(jī)輸入的響應(yīng)，6.2模型的建立和分析單自由度振動(dòng)系統(tǒng)，6.2模型的建立和分析，1)車身加速度rms值，如果汽車振動(dòng)系統(tǒng)幾乎是線性系統(tǒng)，則可以在路面隨機(jī)輸入下計(jì)算車身加速度rms值，如下所示：考慮到人體對(duì)每個(gè)頻段的敏感度，需要引入加權(quán)函數(shù)。包裝功率譜的一般頻率范圍小于80Hz，自下而上(4)單質(zhì)量系統(tǒng)對(duì)道路隨機(jī)輸入的響應(yīng)方式，2 .單自由度振動(dòng)系統(tǒng)、6.2模型的建立和分析；2)車輪與路面之間的相對(duì)動(dòng)態(tài)載荷/G對(duì)幅頻特性的分析；由于/G和萬差系數(shù)1/g對(duì)單質(zhì)量振動(dòng)系統(tǒng)的影響，0和對(duì)幅頻特性的影響在變化趨勢(shì)中完全相同。(4)單質(zhì)量系統(tǒng)對(duì)路面隨機(jī)輸入的響應(yīng)，2 .單自由度振動(dòng)系統(tǒng)，3)懸架彈簧動(dòng)態(tài)撓曲的幅頻特性分析，6.2模型的建立和分析，(4)單質(zhì)量系統(tǒng)對(duì)路面隨機(jī)輸入的響應(yīng)，低頻帶，1，233601，6.2模型的建立和分析，6.2模型的建立和分析，3 .雙質(zhì)量振動(dòng)系統(tǒng)，圖6-17主體和車輪2自由度振動(dòng)系統(tǒng)，1)阻尼自由振動(dòng)和模式分析，無阻尼自由振動(dòng)，(1)主體和車輪雙質(zhì)量系統(tǒng)的振動(dòng)，無阻尼自由振動(dòng)，將兩個(gè)質(zhì)量設(shè)置為相同的圓形頻率和相位角度的簡單諧波振動(dòng)，振幅設(shè)置為z10，z20。、替換、6.2模型的建立和分析，3 .雙質(zhì)量振動(dòng)系統(tǒng)，一階模式：二階模式：方程非零解的條件是z10和z20的系數(shù)決定因素為0。6.2模型的建立和分析，3 .雙質(zhì)量振動(dòng)系統(tǒng)，6.2模型的建立和分析，這里的頻率接近1時(shí)產(chǎn)生低頻共振，根據(jù)主模式振動(dòng)，車體質(zhì)量m2的振幅幾乎比車輪質(zhì)量m1的振幅大10倍，稱為車體振動(dòng)。當(dāng)勵(lì)磁頻率接近2時(shí)，產(chǎn)生高頻共振，根據(jù)二次主模式振動(dòng)，車輪質(zhì)量m1的振幅比車身質(zhì)量m2的振幅大近100倍，稱為車輪類型振動(dòng)。6.2模型的建立和分析，3 .雙質(zhì)量振動(dòng)系統(tǒng)，2)雙質(zhì)量系統(tǒng)的傳遞特性，對(duì)復(fù)雜振幅的替代，(1)車身和車輪雙質(zhì)量系統(tǒng)的振動(dòng)，順序，3。雙質(zhì)量振動(dòng)系統(tǒng)，幅頻特性；6.2創(chuàng)建和分析模型，由，決定，此樣式為近似，羅，幅頻特性和，幅頻特性近似，幅頻特性曲線，3。雙質(zhì)量振動(dòng)系統(tǒng)，6.2模型生成和分析，0點(diǎn)，|z1/q|1。0時(shí)，漸近斜率為-233601，車輪部分過濾高頻輸入。=t時(shí)產(chǎn)生高頻共振，大于t時(shí)出現(xiàn)峰值。3 .雙質(zhì)量振動(dòng)系統(tǒng)，6.2模型的建立和分析，3。雙質(zhì)量振動(dòng)系統(tǒng)，6.2模型的建立和分析，振幅-頻率特性|z2/q| f=f0和f=ft= t/2有低、高兩個(gè)諧振桿，路面輸入q在ff0時(shí)懸掛，用圖形方法創(chuàng)建，=，6.2模型的建立和分析，6.2模型的建立和分析，3。雙質(zhì)量振動(dòng)系統(tǒng)，2)雙質(zhì)量系統(tǒng)的傳遞特性，車輪的接地指數(shù)表示車輪和路面之間最小垂直載荷與其垂直靜態(tài)載荷的比率。(2)車身和車輪雙質(zhì)量振動(dòng)系統(tǒng)的車輪和路面之間動(dòng)態(tài)載荷的車輪接地指數(shù)：靜態(tài)載荷為：接觸負(fù)載包括：6.2模型的