汽車?yán)碚撚嘀旧?.3概要

1、1 本節(jié)將汽車振動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)化為單質(zhì)量的振動(dòng)系統(tǒng)；分析單質(zhì)量系統(tǒng)的本節(jié)將汽車振動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)化為單質(zhì)量的振動(dòng)系統(tǒng)；分析單質(zhì)量系統(tǒng)的自由振動(dòng)和頻率響應(yīng)特性；分析單質(zhì)量系統(tǒng)對(duì)路面隨機(jī)輸入的響應(yīng)及其自由振動(dòng)和頻率響應(yīng)特性；分析單質(zhì)量系統(tǒng)對(duì)路面隨機(jī)輸入的響應(yīng)及其響應(yīng)量特性參數(shù)的計(jì)算，分析懸架系統(tǒng)固有頻率響應(yīng)量特性參數(shù)的計(jì)算，分析懸架系統(tǒng)固有頻率f0和阻尼比和阻尼比對(duì)對(duì)振動(dòng)響應(yīng)振動(dòng)響應(yīng)的影響；介紹懸架系統(tǒng)固有頻率的影響；介紹懸架系統(tǒng)固有頻率f0和阻尼比和阻尼比的選擇范圍。的選擇范圍。第六章 汽車的平順性第三節(jié)汽車振動(dòng)系統(tǒng)的簡(jiǎn)化，單質(zhì)量系統(tǒng)的振動(dòng)返回目錄返回目錄2 當(dāng)當(dāng) ，并，并忽略輪胎阻尼后，汽忽略輪胎阻尼后，汽

2、車立體模型可簡(jiǎn)化為車立體模型可簡(jiǎn)化為平面模型。平面模型。 車身質(zhì)量有垂直、車身質(zhì)量有垂直、俯仰、側(cè)傾俯仰、側(cè)傾3個(gè)自由度，個(gè)自由度，4個(gè)車輪質(zhì)量有個(gè)車輪質(zhì)量有4個(gè)垂個(gè)垂直自由度，整車共直自由度，整車共7個(gè)個(gè)自由度。自由度。一、汽車振動(dòng)系統(tǒng)的簡(jiǎn)化 IyIx第三節(jié) 汽車振動(dòng)系統(tǒng)的簡(jiǎn)化，單質(zhì)量系統(tǒng)的振動(dòng)32c2r2f2mmmm0r2f2bmam2r22f222bmammIyy 1）總質(zhì)量保持不變）總質(zhì)量保持不變 2）質(zhì)心位置不變）質(zhì)心位置不變 3）轉(zhuǎn)動(dòng)慣量保持不變）轉(zhuǎn)動(dòng)慣量保持不變abmmbLmmaLmmyyy222c222r222f1第三節(jié) 汽車振動(dòng)系統(tǒng)的簡(jiǎn)化，單質(zhì)量系統(tǒng)的振動(dòng)簡(jiǎn)化前后應(yīng)滿足以下三

3、個(gè)條件簡(jiǎn)化前后應(yīng)滿足以下三個(gè)條件解得解得令令 懸掛質(zhì)量分配系數(shù)。懸掛質(zhì)量分配系數(shù)。aby2402c222r222fmbLmmaLmmyy 對(duì)于大部分汽車，對(duì)于大部分汽車， = 0.81.2，即接，即接近近1。當(dāng)。當(dāng) = 1時(shí)時(shí)第三節(jié) 汽車振動(dòng)系統(tǒng)的簡(jiǎn)化，單質(zhì)量系統(tǒng)的振動(dòng)5 在在 =1 的情況的情況下，前、后軸上方下，前、后軸上方車身部分的集中質(zhì)車身部分的集中質(zhì)量量m2f 、 m2r在垂直在垂直方向的運(yùn)動(dòng)是相互方向的運(yùn)動(dòng)是相互獨(dú)立的。獨(dú)立的。 雙軸汽車模型雙軸汽車模型可以簡(jiǎn)化為車身、可以簡(jiǎn)化為車身、車輪兩個(gè)自由度振車輪兩個(gè)自由度振動(dòng)系統(tǒng)模型。動(dòng)系統(tǒng)模型。第三節(jié) 汽車振動(dòng)系統(tǒng)的簡(jiǎn)化，單質(zhì)量系統(tǒng)的振

4、動(dòng)6 車輪部分的固有車輪部分的固有頻率為頻率為1016Hz，如如果激振頻率遠(yuǎn)離車輪果激振頻率遠(yuǎn)離車輪固有頻率（即固有頻率（即5Hz以以下），輪胎的動(dòng)變形下），輪胎的動(dòng)變形很小，可忽略車輪質(zhì)很小，可忽略車輪質(zhì)量和輪胎的彈性，從量和輪胎的彈性，從而得到車身單質(zhì)量系而得到車身單質(zhì)量系統(tǒng)模型。統(tǒng)模型。第三節(jié) 汽車振動(dòng)系統(tǒng)的簡(jiǎn)化，單質(zhì)量系統(tǒng)的振動(dòng)7二、單質(zhì)量系統(tǒng)的自由振動(dòng)02qzKqzCzm 22mCn 令220mK0220zznz 022nCm K0 0振動(dòng)系統(tǒng)固有圓頻率；振動(dòng)系統(tǒng)固有圓頻率；阻尼比。阻尼比。第三節(jié) 汽車振動(dòng)系統(tǒng)的簡(jiǎn)化，單質(zhì)量系統(tǒng)的振動(dòng)8齊次微分方程的解為齊次微分方程的解為220esi

5、nntzAn t第三節(jié) 汽車振動(dòng)系統(tǒng)的簡(jiǎn)化，單質(zhì)量系統(tǒng)的振動(dòng) 有阻尼自由有阻尼自由振動(dòng)時(shí)，質(zhì)量振動(dòng)時(shí)，質(zhì)量m2以有阻尼固有頻以有阻尼固有頻率率220rn振動(dòng)，振幅按振動(dòng)，振幅按ent衰減。衰減。9 增大，增大，r r下降。當(dāng)下降。當(dāng)=1時(shí)，運(yùn)動(dòng)失去振蕩特征。時(shí)，運(yùn)動(dòng)失去振蕩特征。 汽車懸架系統(tǒng)阻尼比汽車懸架系統(tǒng)阻尼比大約為大約為0.25，r比比0只下降只下降了了3%左右，左右， 。1）與有阻尼固有頻率與有阻尼固有頻率r r有關(guān)有關(guān)220rn2010r20mK200212mKf第三節(jié) 汽車振動(dòng)系統(tǒng)的簡(jiǎn)化，單質(zhì)量系統(tǒng)的振動(dòng)阻尼比阻尼比對(duì)衰減振動(dòng)的影響對(duì)衰減振動(dòng)的影響102）決定振幅的衰減程度決定振

6、幅的衰減程度21AAd 111eeTtnntAA1enT212e212lndd22ln411/阻尼比阻尼比對(duì)衰減振動(dòng)的影響對(duì)衰減振動(dòng)的影響兩個(gè)相鄰的振幅兩個(gè)相鄰的振幅A1與與A2之比稱為減振系數(shù)之比稱為減振系數(shù)d由實(shí)測(cè)的衰減振動(dòng)曲線得到由實(shí)測(cè)的衰減振動(dòng)曲線得到d，即可確定系統(tǒng)的阻尼比，即可確定系統(tǒng)的阻尼比。阻尼比越大，振幅衰減得越快阻尼比越大，振幅衰減得越快第三節(jié) 汽車振動(dòng)系統(tǒng)的簡(jiǎn)化，單質(zhì)量系統(tǒng)的振動(dòng)11三、單質(zhì)量系統(tǒng)頻率響應(yīng)特性 分析幅值比、相位差隨激振頻率而變化的規(guī)律。分析幅值比、相位差隨激振頻率而變化的規(guī)律。 對(duì)于對(duì)于一個(gè)常系數(shù)的線性系統(tǒng)（即系統(tǒng)的一個(gè)常系數(shù)的線性系統(tǒng)（即系統(tǒng)的m、K、為

7、常為常數(shù)）數(shù)），當(dāng)輸入量，當(dāng)輸入量 是一個(gè)簡(jiǎn)諧函數(shù)時(shí)，輸出量是一個(gè)簡(jiǎn)諧函數(shù)時(shí)，輸出量 也是也是與輸入量同頻率的簡(jiǎn)諧函數(shù)，但兩者的幅值不同，相位也與輸入量同頻率的簡(jiǎn)諧函數(shù)，但兩者的幅值不同，相位也不同。不同。 輸出、輸入的幅值比是頻率輸出、輸入的幅值比是頻率 f 的函數(shù)，稱為的函數(shù)，稱為幅頻特性幅頻特性。 相位差也是相位差也是 f 的函數(shù)，稱為的函數(shù)，稱為相頻特性相頻特性。 兩者統(tǒng)稱為兩者統(tǒng)稱為頻率響應(yīng)特性頻率響應(yīng)特性。第三節(jié) 汽車振動(dòng)系統(tǒng)的簡(jiǎn)化，單質(zhì)量系統(tǒng)的振動(dòng) q t z t12jz qHzq QZ2j0ezz1j0eqq復(fù)振幅復(fù)振幅12j00ejqzHqz jejqzHz0、q0為輸出、輸

8、入諧量的幅值；為輸出、輸入諧量的幅值；角；為輸出、輸入諧量的相、211.頻率響應(yīng)函數(shù)的確定 由輸出、輸入諧量復(fù)振幅由輸出、輸入諧量復(fù)振幅 z 與與 q 的比值或的比值或 與與 的傅里葉變換的傅里葉變換Z()與與Q() 的比值，可以確定頻率響應(yīng)函數(shù)的比值，可以確定頻率響應(yīng)函數(shù) 。00/jqzHqz 輸出、輸入諧量的幅輸出、輸入諧量的幅值比，稱為幅頻特性。值比，稱為幅頻特性。 12 輸出、輸入諧量的相輸出、輸入諧量的相位差，稱為相頻特性。位差，稱為相頻特性。第三節(jié) 汽車振動(dòng)系統(tǒng)的簡(jiǎn)化，單質(zhì)量系統(tǒng)的振動(dòng) z t q tjz qH13tzzj0e z令令tqqj0e qzzjqqjz2z 02qzKqzCzm qzqzHjCKmCKjj22則則第三節(jié) 汽車振動(dòng)系統(tǒng)的簡(jiǎn)化，單質(zhì)量系統(tǒng)的振動(dòng)代入代入KCKCm