汽車(chē)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)復(fù)習(xí)資料3

1、行駛動(dòng)力學(xué)汽車(chē)平順性汽車(chē)平順性的定義：汽車(chē)行駛過(guò)程中，振動(dòng)與沖擊環(huán)境對(duì)乘員舒適性的影響。（發(fā)動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)系、不平路面等）系統(tǒng)框圖主要研究?jī)?nèi)容：評(píng)價(jià)、路面輸入特性、振動(dòng)系統(tǒng)分析路面測(cè)量技術(shù)及數(shù)據(jù)處理路面測(cè)量技術(shù)經(jīng)典測(cè)量技術(shù)：水平儀和標(biāo)尺測(cè)量路面不平度測(cè)量?jī)x非接觸式路面測(cè)量裝置傾斜測(cè)量裝置路面不平度路面不平度：通常把相對(duì)基準(zhǔn)平面的高度q ，沿著道路走向長(zhǎng)度l的變化q(l) 稱(chēng)為道路不平度函數(shù)。根據(jù)測(cè)量的路面不平度隨機(jī)數(shù)據(jù)，在計(jì)算機(jī)上處理得到路面不平度功率譜或方差。路面輸入模型頻域模型空間頻率表達(dá)式 速度功率譜密度表達(dá)式加速度功率譜密度表達(dá)式空間與時(shí)間功率譜密度的關(guān)系a)為空間頻率譜密度b)速度不同時(shí)

2、，空間與時(shí)間頻率的關(guān)系c)為時(shí)間頻率譜密度時(shí)域模型 對(duì)于線(xiàn)性車(chē)輛模型，S(f)表示的路面譜可以直接用來(lái)作為頻域分析的輸入。當(dāng)車(chē)輛模型中出現(xiàn)非線(xiàn)性元素時(shí)，需在時(shí)間域或距離域內(nèi)來(lái)描述1 積分白噪聲2 濾波白噪聲路面對(duì)四輪汽車(chē)的輸入功率譜密度 x(I)、y(I)：左、右兩個(gè)輪跡的不平度 Gxx(n)、Gyy(n)、 Gxy(n) 、 Gyx(n) ：分別為x(I)、y(I)的自譜和互譜 四輪的不平度函數(shù)分別為：q1(I)=x(I) q3(I)=y(I) q2(I)=x(I-L) q1(I)=y(I-L) 四輪輸入時(shí)的考慮車(chē)輛在硬路面上直線(xiàn)行駛時(shí)，后輪的路面輸入和前輪相比，只是時(shí)間上的滯后。左右車(chē)輪的

3、輸入，需要考慮左右車(chē)輪的相關(guān)程度。與平順性相關(guān)的部件彈簧、減振器、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、座椅人體對(duì)振動(dòng)的反應(yīng)機(jī)械振動(dòng)對(duì)人體的影響要素：振動(dòng)的頻率、振動(dòng)的強(qiáng)度、作用位置和方向、持續(xù)時(shí)間7.1 人體對(duì)振動(dòng)的反應(yīng)和平順性的評(píng)價(jià)人體對(duì)振動(dòng)的反應(yīng)人體坐姿的3個(gè)坐標(biāo)系和12個(gè)自由度ü 座椅支承面坐標(biāo)系：3個(gè)方向線(xiàn)振動(dòng)和3個(gè)方向角振動(dòng)。ü 座椅靠背坐標(biāo)系： 3個(gè)方向線(xiàn)振動(dòng)。ü 腳支承面坐標(biāo)系： 3個(gè)方向線(xiàn)振動(dòng)。人體對(duì)不同頻率振動(dòng)的敏感程度椅面垂直軸向Zs的最敏感頻率范圍wk：412.5Hz48Hz:人的內(nèi)臟器官產(chǎn)生共振812.5Hz:對(duì)人的脊椎系統(tǒng)影響很大椅面水平軸向Xs，Ys的最敏感頻率

4、范圍wd：0.52Hz，大約在3Hz以下，水平振動(dòng)比垂直振動(dòng)更敏感ISO26311：1997(E)標(biāo)準(zhǔn)軸向加權(quán)和頻率加權(quán)：考慮乘員對(duì)不同輸入點(diǎn)、不同軸向和不同頻率的振動(dòng)對(duì)乘員的影響程度。ü 軸向加權(quán)1） xs，ys，zs：k1；2）rx：k0.63；3）ry，zb，zf：k0.40；4）rz：k0.20；5）xb：k=0.8；6）yb：k0.5；7）xf，yf：k0.25。基本評(píng)價(jià)方法計(jì)算加權(quán)加速度均方根值(1) 對(duì)記錄的加速度時(shí)間歷程，通過(guò)相應(yīng)頻率加權(quán)函數(shù)的濾波網(wǎng)絡(luò)得到加權(quán)加速度時(shí)間歷程。(2) 利用功率譜密度函數(shù)計(jì)算加權(quán)加速度當(dāng)同時(shí)考慮椅面xs、ys、zs這三個(gè)軸向振動(dòng)時(shí)，計(jì)算座

5、椅三個(gè)軸向總加權(quán)加速度均方根加權(quán)振級(jí)加權(quán)加速度均方根加權(quán)振級(jí)人的主觀感覺(jué)<0.3150.3150.630.510.81.61.252.5>2110110116114120118124112128126 沒(méi)有不舒服有一些不舒服相當(dāng)不舒服不舒服很不舒服極不舒服輔助評(píng)價(jià)方法當(dāng)峰值系數(shù)>9時(shí)，采用4次均方根值的方法來(lái)評(píng)價(jià)，它能更好地估計(jì)偶爾遇到過(guò)大的脈沖引起的高峰值系數(shù)振動(dòng)對(duì)人體的影響，其振動(dòng)劑量值為：汽車(chē)振動(dòng)基礎(chǔ)振動(dòng)研究的問(wèn)題振動(dòng)分析在輸入和系統(tǒng)特性已知的情況下，求系統(tǒng)的響應(yīng)問(wèn)題。振動(dòng)環(huán)境預(yù)測(cè)在系統(tǒng)特性與系統(tǒng)響應(yīng)已知的情況下，反推系統(tǒng)的輸入問(wèn)題。系統(tǒng)識(shí)別在輸入和相應(yīng)均為已知的情況下

6、，確定系統(tǒng)的特性問(wèn)題。這個(gè)問(wèn)題的另一提法是：在一定的激勵(lì)條件下，如何設(shè)計(jì)系統(tǒng)的特性，使系統(tǒng)的響應(yīng)滿(mǎn)足指定的條件，即所謂的振動(dòng)綜合或振動(dòng)設(shè)計(jì)問(wèn)題。 振動(dòng)的理論研究方法建立系統(tǒng)的力學(xué)模型：彈簧、質(zhì)量、阻尼建立運(yùn)動(dòng)方程：牛頓第二定律、能量法求解方程，得到響應(yīng)規(guī)律：位移、速度、加速度、頻響特性、振動(dòng)模態(tài)振動(dòng)分類(lèi)根據(jù)系統(tǒng)的輸入類(lèi)型分類(lèi)自由振動(dòng)系統(tǒng)受初始干擾后，在沒(méi)有外界激勵(lì)作用時(shí)所產(chǎn)生的振動(dòng)。強(qiáng)迫振動(dòng)系統(tǒng)在外界激振作用下產(chǎn)生的振動(dòng)。自激振動(dòng)系統(tǒng)在輸入和輸出之間具有反饋特性，并有能源補(bǔ)充時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)。參數(shù)振動(dòng)通過(guò)周期地或隨機(jī)地改變系統(tǒng)的特性參數(shù)而實(shí)現(xiàn)的振動(dòng)。根據(jù)系統(tǒng)輸出的振動(dòng)規(guī)律分類(lèi)簡(jiǎn)諧振動(dòng)振動(dòng)量是時(shí)間的

7、正弦曲數(shù)或余弦函數(shù)。周期振動(dòng) 振動(dòng)量是時(shí)間的周期函數(shù)。瞬態(tài)振動(dòng)振動(dòng)量是在一定時(shí)間內(nèi)存在的，并為非周期的時(shí)間函數(shù)。隨機(jī)振動(dòng)振動(dòng)量不是時(shí)間的確定函數(shù)，這種振動(dòng)只能通過(guò)概率統(tǒng)計(jì)的方法來(lái)研究。根據(jù)描述系統(tǒng)的微分方程分類(lèi)線(xiàn)性振動(dòng)用常系數(shù)線(xiàn)性微分方程式描述的系統(tǒng)所產(chǎn)生的振動(dòng)非線(xiàn)性振動(dòng)用非線(xiàn)性微分方程式描述的系統(tǒng)所產(chǎn)生的振動(dòng)。根據(jù)系統(tǒng)的自由度分類(lèi)單自由度系統(tǒng)的振動(dòng)用一個(gè)獨(dú)立坐標(biāo)就能確定位置的系統(tǒng)的振動(dòng)。多自由度系統(tǒng)的振動(dòng)用多個(gè)獨(dú)立坐標(biāo)才能確定位置的系統(tǒng)的振動(dòng)。無(wú)限多自由度系統(tǒng)的振動(dòng)要用無(wú)限多個(gè)獨(dú)立坐標(biāo)才能確定位置的系統(tǒng)的振動(dòng)，這種振動(dòng)又稱(chēng)為彈性體的振動(dòng)。簡(jiǎn)諧振動(dòng)正弦函數(shù)表示法旋轉(zhuǎn)矢量表示法復(fù)數(shù)表示法諧波分析

8、把一個(gè)周期函數(shù)展開(kāi)成傅里葉級(jí)數(shù)，即一系列簡(jiǎn)諧函數(shù)之和稱(chēng)為諧波分析。一個(gè)周期振動(dòng)函數(shù)F(t)，周期為T(mén)，可展開(kāi)為單自由度系統(tǒng)振動(dòng)在簡(jiǎn)化模型中，振動(dòng)體的位置或形狀只需用一個(gè)獨(dú)立坐標(biāo)來(lái)描述的系統(tǒng)稱(chēng)為單自由度系統(tǒng)。無(wú)阻尼自由振動(dòng) 有阻尼自由振動(dòng)單自由度系統(tǒng)的強(qiáng)迫振動(dòng)定義：系統(tǒng)由外界持續(xù)激振所引起的振動(dòng)稱(chēng)為強(qiáng)迫振動(dòng)強(qiáng)迫振動(dòng)從外界不斷地獲得能量來(lái)補(bǔ)償阻尼所消耗的能量，使系統(tǒng)得以維持持續(xù)的等幅振動(dòng)。最簡(jiǎn)單的情況是簡(jiǎn)諧激振力或支承點(diǎn)的簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)引起的強(qiáng)迫振動(dòng)。此時(shí)系統(tǒng)作與激振力或支承運(yùn)動(dòng)相同頻率的簡(jiǎn)諧振動(dòng)，具有與激振力或支承運(yùn)動(dòng)的幅值和頻率都有關(guān)的一定的振幅。當(dāng)頻率接近于系統(tǒng)的固有頻率時(shí)，便發(fā)生共振。通解（瞬態(tài)

9、振動(dòng)）特解（穩(wěn)態(tài)振動(dòng)） 結(jié)論（1）線(xiàn)性系統(tǒng)對(duì)簡(jiǎn)諧激勵(lì)的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)是頻率等同于激振頻率、而相位滯后于激振力的簡(jiǎn)諧振動(dòng)；（2）穩(wěn)態(tài)響應(yīng)的振幅及相位只取決于系統(tǒng)本身的物理性質(zhì)（m, k, c）和激振力的頻率及力幅，而與系統(tǒng)進(jìn)入運(yùn)動(dòng)的方式（即初始條件）無(wú)關(guān)。激振頻率相對(duì)于系統(tǒng)固有頻率很低時(shí)，響應(yīng)的振幅B 與靜位移B0 相當(dāng)，位移與激振力在相位上幾乎相同。曲線(xiàn)較為密集，說(shuō)明阻尼的影響不顯著。激振頻率相對(duì)于系統(tǒng)固有頻率很高，系統(tǒng)來(lái)不及響應(yīng)，響應(yīng)的振幅很小。位移與激振力反相，曲線(xiàn)也較為密集，說(shuō)明阻尼的影響不顯著。但共振對(duì)于來(lái)自阻尼的影響很敏感，在共振區(qū)附近，增加阻尼使振幅明顯下降。支座簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)引起的的強(qiáng)迫振動(dòng) 振動(dòng)隔離(Vibration isolation)機(jī)器設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)發(fā)生的劇烈振動(dòng)，不但會(huì)引起機(jī)器本身結(jié)構(gòu)或部件的破壞、縮短壽命、降低效率等不利影響，而且會(huì)影響周?chē)木軆x器設(shè)備不能正常工作或降低其靈敏度和精確度。由振動(dòng)產(chǎn)生的噪音對(duì)人體健康也很有害。因此必須有效地隔離振動(dòng)。 根據(jù)振源的不同，一般分為兩種性質(zhì)不同的隔振。一種稱(chēng)為主動(dòng)隔振，一種稱(chēng)為被動(dòng)隔振。若機(jī)器本身是振源，使它與地基隔開(kāi)來(lái)，以減少它對(duì)周?chē)挠绊?，稱(chēng)為主動(dòng)隔振。例如把機(jī)器安裝在較