路面不平度的統(tǒng)計特性(經(jīng)典實(shí)用)

1、路面不平度的統(tǒng)計特性1第六章 汽車的平順性 本節(jié)將介紹路面空間頻率的功率譜密度，路面本節(jié)將介紹路面空間頻率的功率譜密度，路面等級，時間頻率的功率譜密度，路面對四輪汽車輸?shù)燃墸瑫r間頻率的功率譜密度，路面對四輪汽車輸入的功率譜密度等。入的功率譜密度等。第二節(jié)路面不平度的統(tǒng)計特性返回目錄返回目錄路面不平度的統(tǒng)計特性2一、路面不平度的功率譜密度1.路面不平度函數(shù) 路面相對基準(zhǔn)平面的高度路面相對基準(zhǔn)平面的高度 q ，沿道路走向長度，沿道路走向長度 i 的變化的變化 q（i）稱為路面不平度函數(shù)。）稱為路面不平度函數(shù)。 用水準(zhǔn)儀或路面計可以得到路面不平度函數(shù)。用水準(zhǔn)儀或路面計可以得到路面不平度函數(shù)。第二節(jié)第

2、二節(jié) 路面不平度的統(tǒng)計特性路面不平度的統(tǒng)計特性路面不平度的統(tǒng)計特性32.路面不平度的功率譜密度 1） 的擬合公式 00wqqngngnnn空間頻率空間頻率（m-1），表示每米長度包括幾個波長；，表示每米長度包括幾個波長； 參考空間頻率下的路面功率譜密度，也稱路參考空間頻率下的路面功率譜密度，也稱路面不平度系數(shù)；面不平度系數(shù)；n0參考空間頻率，參考空間頻率，n0=0.1m-1；w頻率指數(shù)。頻率指數(shù)。第二節(jié)第二節(jié) 路面不平度的統(tǒng)計特性路面不平度的統(tǒng)計特性0()qg n( )qg n( )qg n路面不平度的統(tǒng)計特性4路面等級路面等級gq(n0)/(10-6m3)（n0=0.1m-1）q /(10-

3、3m)0.011m-1n2.83m-1 幾何平均值幾何平均值幾何平均值幾何平均值a163.81b647.61c25615.23d102430.45e409660.90f16384121.80g65536243.61h262144487.222）路面不平度8級分類標(biāo)準(zhǔn)第二節(jié)第二節(jié) 路面不平度的統(tǒng)計特性路面不平度的統(tǒng)計特性路面不平度的統(tǒng)計特性5路面不平度分級圖路面不平度分級圖第二節(jié)第二節(jié) 路面不平度的統(tǒng)計特性路面不平度的統(tǒng)計特性路面不平度的統(tǒng)計特性64( )(2 )( )qqg nn g n2( )(2 )( )qqg nn g n3）速度功率譜密度和加速度功率譜密度速度功率譜密度速度功率譜密度加

4、速度功率譜密度加速度功率譜密度當(dāng)當(dāng)w=2時時200( )(2)()qqg nng n與與n無關(guān)無關(guān)“白噪聲白噪聲”第二節(jié)第二節(jié) 路面不平度的統(tǒng)計特性路面不平度的統(tǒng)計特性路面不平度的統(tǒng)計特性7二、空間頻率功率譜密度 化為時間頻率功率譜密度unf nuf 當(dāng)空間頻率當(dāng)空間頻率 n 或帶寬或帶寬 n 一定時，時間頻率一定時，時間頻率 f 與帶寬與帶寬f 隨車速成正比隨車速成正比變化。變化。第二節(jié)第二節(jié) 路面不平度的統(tǒng)計特性路面不平度的統(tǒng)計特性( )( )qqg ng f車速( )qg n( )qg f路面不平度的統(tǒng)計特性8將將 代入代入 20limqnqngnn2nq 210limqqqngfgnu

5、nu n單位頻帶內(nèi)的單位頻帶內(nèi)的“功率功率”（均方值）即為功率譜密度。（均方值）即為功率譜密度?？臻g頻率的功率譜密度空間頻率的功率譜密度路面功率譜密度在頻帶路面功率譜密度在頻帶n內(nèi)包含的內(nèi)包含的“功率功率”。nuf第二節(jié)第二節(jié) 路面不平度的統(tǒng)計特性路面不平度的統(tǒng)計特性 20limqnqfgff路面不平度的統(tǒng)計特性9空間頻率和時間頻率譜密度的關(guān)系空間頻率和時間頻率譜密度的關(guān)系時間頻率譜密時間頻率譜密度度gq(f)空間頻率譜空間頻率譜密度密度gq(n)第二節(jié)第二節(jié) 路面不平度的統(tǒng)計特性路面不平度的統(tǒng)計特性n2 nq )(ngqfnf21nfnf2u=1/2u=1u=212112gq(f)n速度速度

6、u不同時，空不同時，空間頻率與時間頻間頻率與時間頻率的關(guān)系率的關(guān)系路面不平度的統(tǒng)計特性10 22000201qqqnugfgngnnunf ttqtqd/d 22d/dttqtq 2220024qqqgffgfgnn u 442200216qqqgffgfgnn uf第二節(jié)第二節(jié) 路面不平度的統(tǒng)計特性路面不平度的統(tǒng)計特性路面不平度的統(tǒng)計特性11 2002qqugfgnnfugq(n0)第二節(jié)第二節(jié) 路面不平度的統(tǒng)計特性路面不平度的統(tǒng)計特性 對上式的等對上式的等式兩邊取對數(shù)式兩邊取對數(shù)后作圖，得到后作圖，得到位移功率譜密位移功率譜密度。度。路面不平度的統(tǒng)計特性12ugq(n0) 22004qqg

7、fgnn u第二節(jié)第二節(jié) 路面不平度的統(tǒng)計特性路面不平度的統(tǒng)計特性 對上式的等對上式的等式兩邊取對數(shù)式兩邊取對數(shù)后作圖，得到后作圖，得到速度速度功率譜密功率譜密度。度。路面不平度的統(tǒng)計特性13ugq(n0) 4220016qqgfgnn uf第二節(jié)第二節(jié) 路面不平度的統(tǒng)計特性路面不平度的統(tǒng)計特性 對上式的等對上式的等式兩邊取對數(shù)式兩邊取對數(shù)后作圖，得到后作圖，得到加速度加速度功率譜功率譜密度。密度。路面不平度的統(tǒng)計特性14三、路面對四輪汽車輸入的功率譜密度 ixiq1 lixiq2 iyiq3 liyiq4第二節(jié)第二節(jié) 路面不平度的統(tǒng)計特性路面不平度的統(tǒng)計特性路面不平度的統(tǒng)計特性15 汽車有四

8、個輸入的振動傳遞時，要掌握四個車輪輸入汽車有四個輸入的振動傳遞時，要掌握四個車輪輸入的自譜和四個車輪彼此間的互譜，共的自譜和四個車輪彼此間的互譜，共16個譜量個譜量 2，3，4），其中），其中12個譜量兩兩共軛。個譜量兩兩共軛。 1lim*ikiktgnfn fnt nxixfiqfnf11 nlnxlixfiqfnfj222e nyiyfiqfnf33 nlnyliyfiqfnfj244e四個車輪不平度函數(shù)的傅里葉變換為四個車輪不平度函數(shù)的傅里葉變換為第二節(jié)第二節(jié) 路面不平度的統(tǒng)計特性路面不平度的統(tǒng)計特性 ngngngngngngngngngngngngngngngngngngngngngn

9、gngngnlnlnlnlyx*2442xy*31132yx*23322xy*41142yy*43342xx*2112yy4433xx2211( )( ,1,ikgn i k 路面不平度的統(tǒng)計特性16左、右輪跡間的互譜可以表示為左、右輪跡間的互譜可以表示為 nxyxyxyngngje ngngngnyyxxxyxy22coh兩個輪跡的相關(guān)函數(shù)為兩個輪跡的相關(guān)函數(shù)為第二節(jié)第二節(jié) 路面不平度的統(tǒng)計特性路面不平度的統(tǒng)計特性 側(cè)傾角位移功率譜密度側(cè)傾角位移功率譜密度g(n)與垂直位移功率譜密度與垂直位移功率譜密度 的的比值與相干函數(shù)比值與相干函數(shù) 的關(guān)系為的關(guān)系為 22/1 cohqxygngnnb

10、qgn cohxyn路面不平度的統(tǒng)計特性17 與與g(n)/ 曲線曲線第二節(jié)第二節(jié) 路面不平度的統(tǒng)計特性路面不平度的統(tǒng)計特性 cohxyn qgn路面不平度的統(tǒng)計特性18當(dāng)兩個輪跡當(dāng)兩個輪跡x（i）、）、y（i）的統(tǒng)計特性相同，即）的統(tǒng)計特性相同，即 cohxyyxxyqgngnn gn且相位譜且相位譜 時時 xxyyqgngngn 0 xyn ngngngnyyxxxyxy22coh j2j2j2j2j2j2j2j21ecohcohee1cohecohcohcohe1ecohecohe1nlnlnlnlikqnlnlnlnlnnnnnnnnnngg路面對四輪汽車輸入的譜矩陣最后可以表示為路面對四輪汽車輸入的譜矩陣最