lecture06汽車行駛動力學(xué)

主講：王文林教授

南昌大學(xué)機電工程學(xué)院------車輛工程技術(shù)研究中心汽車行駛動力學(xué)lecture06汽車行駛動力學(xué)共33頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第1頁!汽車平順性的定義隨機振動：路面不平等原因引起汽車系統(tǒng)隨機振動，影響乘坐舒適性和乘員身體健康。保持乘坐環(huán)境的舒適性，保證駕駛員在復(fù)雜行駛和操縱條件下，具有良好的心理狀態(tài)和準(zhǔn)確靈敏的反應(yīng)。汽車的平順性影響“人－車－環(huán)境”閉環(huán)系統(tǒng)的操縱穩(wěn)定性以及行駛安全性。lecture06汽車行駛動力學(xué)共33頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第2頁!輸入－振動系統(tǒng)－輸出－評價指標(biāo)輸入：路面不平度、車速。振動系統(tǒng)：彈性元件、阻尼元件、質(zhì)量。輸出：懸掛質(zhì)量或人體加速度、車輪動載荷。評價指標(biāo)：人體對振動的響應(yīng)、輪胎的接地性。汽車平順性的定義lecture06汽車行駛動力學(xué)共33頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第3頁!平順性：保持汽車行駛過程中乘員所處的振動環(huán)境具有一定舒適度的性能，并保持貨物的完好無損。評價方法：乘員舒適程度評價汽車振動系統(tǒng)及其評價汽車平順性的定義lecture06汽車行駛動力學(xué)共33頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第4頁!路面不平度：通常把相對基準(zhǔn)平面的高度q

，沿著道路走向長度l的變化q(l)

稱為道路不平度函數(shù)。

根據(jù)測量的路面不平度隨機數(shù)據(jù)，在計算機上處理得到路面不平度功率譜或方差

。路面的統(tǒng)計特性lecture06汽車行駛動力學(xué)共33頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第5頁!路面的統(tǒng)計特性注：縱坐標(biāo)和橫坐標(biāo)均采用對數(shù)單位lecture06汽車行駛動力學(xué)共33頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第6頁!

平順性主要靠主觀感覺判斷。

國際標(biāo)準(zhǔn)ISO2631，以短時間簡諧振動的實驗結(jié)果為基礎(chǔ)。

ISO2631用加速度均方根值給出了1～80Hz振動頻率范圍內(nèi)人體對振動反應(yīng)的三個不同界限。rms－加速度均方根值！人體對振動的響應(yīng)lecture06汽車行駛動力學(xué)共33頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第7頁!等時間曲線人體對振動的響應(yīng)lecture06汽車行駛動力學(xué)共33頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第8頁!人體對振動的響應(yīng)lecture06汽車行駛動力學(xué)共33頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第9頁!人體對各頻帶振動的敏感程度不同，所以1/3倍頻加速度均方根值分量

的大小不能反映人體感覺振動強度的大小。方法：采用人體對不同頻率振動敏感程度的頻率加權(quán)函數(shù)，將人體最敏感以外各1/3倍頻帶加速度均方根值分量進(jìn)行頻率加權(quán)，即按人體感覺的振動強度相等的原則折算為最敏感頻率范圍，即加權(quán)加速度均方根值分量。其大小可以反映人體對振動強度的感覺。1/3倍頻法認(rèn)為:同時有許多個1/3倍頻帶都有能量作用于人體時，各個頻帶振動作用無明顯聯(lián)系，對人體產(chǎn)生的影響主要是人體感覺振動強度最大的一個1/3倍頻帶所造成的。平順性的評價方法---1/3倍頻評價法lecture06汽車行駛動力學(xué)共33頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第10頁!平順性的評價方法—總加權(quán)值方法總加權(quán)值方法：用中心頻率1~80Hz，20個倍頻帶加權(quán)加速度均方根值分量的平方和根值來評價汽車的平順性。lecture06汽車行駛動力學(xué)共33頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第11頁!汽車振動系統(tǒng)的簡化和單質(zhì)量系統(tǒng)的振動lecture06汽車行駛動力學(xué)共33頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第12頁!汽車振動系統(tǒng)的簡化和單質(zhì)量系統(tǒng)的振動lecture06汽車行駛動力學(xué)共33頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第13頁!汽車振動系統(tǒng)的簡化和單質(zhì)量系統(tǒng)的振動阻尼比對振幅衰減的影響lecture06汽車行駛動力學(xué)共33頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第14頁!汽車通過性的定義汽車通過性：汽車以足夠高的平均車速通過各種壞路和無路地帶(如松軟地面、坎坷不平地段)和各種障礙（陡坡、側(cè)坡、壕溝、臺階、灌木叢、水障）的能力。影響通過性的主要因素：汽車的支承－牽引參數(shù)和幾何參數(shù)；也與汽車的其它使用性能(如動力性、平順性、機動性、穩(wěn)定性、視野性)有關(guān)。lecture06汽車行駛動力學(xué)共33頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第15頁!松軟路面的物理性質(zhì)1.剪切應(yīng)力與剪切變形的關(guān)系lecture06汽車行駛動力學(xué)共33頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第16頁!3.半流體的泥漿及雪的密度對行駛的影響松軟路面的物理性質(zhì)車輛在半流體泥漿中所受到的阻力與其行駛速度、浸入面積以及泥漿的密度、阻力系數(shù)Cd有關(guān)。車輛在雪地行駛受到雪的密度和覆蓋層的厚度影響。厚度小于最小離地間隙也會形成阻力，任何密度的雪都不會阻礙汽車行駛。當(dāng)積雪大于汽車最小離地間隙150％時，輕型汽車可在>350kg/m3的雪地上行駛，重型汽車可在>500kg/m3的雪地上行駛。滲水的雪地密度大，但是強度很低。lecture06汽車行駛動力學(xué)共33頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第17頁!汽車通過性幾何參數(shù)通過性失效及其幾何參數(shù)

間隙失效：汽車因離地間隙不足而被地面托住無法通過的現(xiàn)象。

頂起失效：車輛中間底部的零部件碰到地面而被頂住的現(xiàn)象。

觸頭或托尾失效：因車輛前端或尾部觸及地面而不能通過的現(xiàn)象。幾何參數(shù)：最小離地間隙、縱向通過角、接近角、離去角。lecture06汽車行駛動力學(xué)共33頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第18頁!路面縱向斷面曲線路面的統(tǒng)計特性lecture06汽車行駛動力學(xué)共33頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第19頁!路面的統(tǒng)計特性按路面功率譜密度把路面按不平度分為8級，A~Hlecture06汽車行駛動力學(xué)共33頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第20頁!1.人體對振動的響應(yīng)人體對振動的響應(yīng)取決于：①頻率與強度；②作用方向；③暴露時間。2.頻率8Hz以下水平方向允許的加速度值低于垂直方向4～8Hz允許的加速度；水平方向1～2Hz比垂直方向4～8Hz加速度允許值低1.4倍。對于汽車的振動環(huán)境，8Hz以下振動頻率占比重相當(dāng)大。3.反應(yīng)界限（疲勞、不舒服）都是由人體感覺到的振動強度大小和暴露時間長短綜合作用的結(jié)果。人體對振動的響應(yīng)lecture06汽車行駛動力學(xué)共33頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第21頁!暴露界限：當(dāng)人體承受的振動強度在此界限內(nèi)，將保持人的健康或安全。它作為人體可承受振動量的上限。疲勞－工效降低界限：當(dāng)人承受的振動強度在此界限內(nèi)時，能準(zhǔn)確靈敏地反應(yīng)，正常地進(jìn)行駕駛。它與保持人的工作效能有關(guān)。舒適降低界限：在此界限之內(nèi)，人體對所暴露的振動環(huán)境主觀感覺良好，能順利地完成吃、讀、寫等動作。它與保持人的舒適有關(guān)。人體對振動的響應(yīng)lecture06汽車行駛動力學(xué)共33頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第22頁!采用對數(shù)坐標(biāo)的優(yōu)點人體對振動的響應(yīng)lecture06汽車行駛動力學(xué)共33頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第23頁!平順性的評價方法---1/3倍頻評價法1/3倍頻分別評價法：對傳至人體的加速度進(jìn)行頻譜分析，可得1/3倍頻帶的加速度均方根值功率譜。lecture06汽車行駛動力學(xué)共33頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第24頁!平順性的評價方法---1/3倍頻評價法lecture06汽車行駛動力學(xué)共33頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第25頁!平順性的評價方法—總加權(quán)值方法lecture06汽車行駛動力學(xué)共33頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第26頁!汽車振動系統(tǒng)的簡化和單質(zhì)量系統(tǒng)的振動二階常系數(shù)齊次方程lecture06汽車行駛動力學(xué)共33頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第27頁!阻尼比對衰減振動的影響汽車振動系統(tǒng)的簡化和單質(zhì)量系統(tǒng)的振動lecture06汽車行駛動力學(xué)共33頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第28頁!汽車平順性的試驗試驗項目：(1)、偏頻試驗：測量簧載質(zhì)量的固有頻率、阻尼比；非簧載質(zhì)量的固有頻率。一般運用滾下法、拋下法等方法測量。(2)、道路試驗：通過振動測試系統(tǒng)，運用平順性評價方法計算整車的平順性指標(biāo)。(3)、臺架試驗：通過道路模擬振動測試系統(tǒng)，運用平順性評價方法計算整車的平順性指標(biāo)。lecture06汽車行駛動力學(xué)共33頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第29頁!松軟路面的物理性質(zhì)車輛在松軟地面上行駛時，驅(qū)動輪對地面施加向后的水平力，使地面發(fā)生剪切變形，相應(yīng)的剪切力便形成了構(gòu)成地面對汽車的推力。當(dāng)驅(qū)動輪對地面施加的水平力大于等于極限剪切力時，引起車輪滑轉(zhuǎn)。車輪壓緊土壤等松軟支承物形成車轍阻力。lecture06汽車行駛動力學(xué)共33頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第30頁!松軟路面的物理性質(zhì)2.地面的法向負(fù)荷及其沉陷lectu