汽車(chē)知識(shí)大全課件(免費(fèi)期結(jié)束)6.3ppt課件.ppt

1、1,本節(jié)將汽車(chē)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和阻尼比對(duì)振動(dòng)響應(yīng)的影響；介紹懸架系統(tǒng)固有頻率f0和阻尼比的選擇范圍。,第六章 汽車(chē)的平順性,第三節(jié) 汽車(chē)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,2,當(dāng) ，并忽略輪胎阻尼后，汽車(chē)立體模型可簡(jiǎn)化為平面模型。,車(chē)身質(zhì)量有垂直、俯仰、側(cè)傾3個(gè)自由度，4個(gè)車(chē)輪質(zhì)量有4個(gè)垂直自由度，整車(chē)共7個(gè)自由度。,一、汽車(chē)振動(dòng)系統(tǒng)的簡(jiǎn)化,第三節(jié) 汽車(chē)振動(dòng)系統(tǒng)的簡(jiǎn)化，單質(zhì)量系統(tǒng)的振動(dòng),3,1）總質(zhì)量保持不變,2）質(zhì)心位置不變,3）轉(zhuǎn)動(dòng)慣量保持不變

2、,第三節(jié) 汽車(chē)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)滿足以下三個(gè)條件,解得,令 懸掛質(zhì)量分配系數(shù)。,4,對(duì)于大部分汽車(chē)， = 0.81.2，即接近1。當(dāng) = 1時(shí),第三節(jié) 汽車(chē)振動(dòng)系統(tǒng)的簡(jiǎn)化，單質(zhì)量系統(tǒng)的振動(dòng),5,在 =1 的情況下，前、后軸上方車(chē)身部分的集中質(zhì)量m2f 、 m2r在垂直方向的運(yùn)動(dòng)是相互獨(dú)立的。 雙軸汽車(chē)模型可以簡(jiǎn)化為車(chē)身、車(chē)輪兩個(gè)自由度振動(dòng)系統(tǒng)模型。,第三節(jié) 汽車(chē)振動(dòng)系統(tǒng)的簡(jiǎn)化，單質(zhì)量系統(tǒng)的振動(dòng),6,車(chē)輪部分的固有頻率為1016Hz，如果激振頻率遠(yuǎn)離車(chē)輪固有頻率（即5Hz以下），輪胎的動(dòng)變形很小，可忽略車(chē)輪質(zhì)量和輪胎的彈性，從而得到車(chē)身單質(zhì)量系統(tǒng)模型。,第三節(jié) 汽車(chē)振動(dòng)

3、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),0振動(dòng)系統(tǒng)固有圓頻率； 阻尼比。,第三節(jié) 汽車(chē)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,第三節(jié) 汽車(chē)振動(dòng)系統(tǒng)的簡(jiǎn)化，單質(zhì)量系統(tǒng)的振動(dòng),有阻尼自由振動(dòng)時(shí)，質(zhì)量m2以有阻尼固有頻率,振動(dòng)，振幅按,衰減。,9,增大，r下降。當(dāng)=1時(shí)，運(yùn)動(dòng)失去振蕩特征。 汽車(chē)懸架系統(tǒng)阻尼比大約為0.25，r比0只下降了3%左右， 。,1）與有阻尼固有頻率r有關(guān),第三節(jié) 汽車(chē)振動(dòng)系統(tǒng)的簡(jiǎn)化，單質(zhì)量系統(tǒng)的振動(dòng),阻尼比對(duì)衰減振動(dòng)的影響,10,2）決定振幅的衰減程度,阻尼比對(duì)衰減振動(dòng)的影響,兩個(gè)相鄰的振幅A1與A2之比稱(chēng)為減振系數(shù)d,由實(shí)測(cè)的衰減振動(dòng)

4、曲線得到d，即可確定系統(tǒng)的阻尼比。,阻尼比越大，振幅衰減得越快,第三節(jié) 汽車(chē)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。,對(duì)于一個(gè)常系數(shù)的線性系統(tǒng)（即系統(tǒng)的m、K、為常數(shù)），當(dāng)輸入量 是一個(gè)簡(jiǎn)諧函數(shù)時(shí)，輸出量 也是與輸入量同頻率的簡(jiǎn)諧函數(shù)，但兩者的幅值不同，相位也不同。 輸出、輸入的幅值比是頻率 f 的函數(shù)，稱(chēng)為幅頻特性。 相位差也是 f 的函數(shù)，稱(chēng)為相頻特性。 兩者統(tǒng)稱(chēng)為頻率響應(yīng)特性。,第三節(jié) 汽車(chē)振動(dòng)系統(tǒng)的簡(jiǎn)化，單質(zhì)量系統(tǒng)的振動(dòng),12,復(fù)振幅,z0、q0為輸出、輸入諧量的幅值；,1.頻率響應(yīng)函數(shù)的確定,由輸出、輸入諧量復(fù)振幅

5、 z 與 q 的比值或 與 的傅里葉變換Z()與Q() 的比值，可以確定頻率響應(yīng)函數(shù) 。,輸出、輸入諧量的幅值比，稱(chēng)為幅頻特性。,輸出、輸入諧量的相位差，稱(chēng)為相頻特性。,第三節(jié) 汽車(chē)振動(dòng)系統(tǒng)的簡(jiǎn)化，單質(zhì)量系統(tǒng)的振動(dòng),13,令,則,第三節(jié) 汽車(chē)振動(dòng)系統(tǒng)的簡(jiǎn)化，單質(zhì)量系統(tǒng)的振動(dòng),代入,14,2.幅頻特性,第三節(jié) 汽車(chē)振動(dòng)系統(tǒng)的簡(jiǎn)化，單質(zhì)量系統(tǒng)的振動(dòng),15,四、單質(zhì)量系統(tǒng)對(duì)路面隨機(jī)輸入的響應(yīng),1.用隨機(jī)振動(dòng)理論分析汽車(chē)平順性的概述,1）平順性分析的振動(dòng)響應(yīng)量,車(chē)輪與路面間的動(dòng)載,車(chē)身加速度,懸架彈簧的動(dòng)撓度,第三節(jié) 汽車(chē)振動(dòng)系統(tǒng)的簡(jiǎn)化，單質(zhì)量系統(tǒng)的振動(dòng),16,3.幅頻特性曲線,用雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)做出幅頻特

6、性曲線。,漸近線為水平線，斜率為0:1。 漸近線的“頻率指數(shù)”為0。,第三節(jié) 汽車(chē)振動(dòng)系統(tǒng)的簡(jiǎn)化，單質(zhì)量系統(tǒng)的振動(dòng),17,漸近線斜率為-2:1。 “頻率指數(shù)”為-2。,-2:1,3.幅頻特性曲線,第三節(jié) 汽車(chē)振動(dòng)系統(tǒng)的簡(jiǎn)化，單質(zhì)量系統(tǒng)的振動(dòng),18,漸近線斜率為-1:1。 “頻率指數(shù)”為-1。,-2:1,-1:1,3.幅頻特性曲線,第三節(jié) 汽車(chē)振動(dòng)系統(tǒng)的簡(jiǎn)化，單質(zhì)量系統(tǒng)的振動(dòng),19,-2:1,-1:1,確定低頻段和高頻段漸近線的交點(diǎn)。,交點(diǎn)要滿足,3.幅頻特性曲線,第三節(jié) 汽車(chē)振動(dòng)系統(tǒng)的簡(jiǎn)化，單質(zhì)量系統(tǒng)的振動(dòng),20,-2:1,-1:1,與無(wú)關(guān)，即無(wú)論阻尼比取何值，幅頻特性曲線都要經(jīng)過(guò) 點(diǎn),3.幅

7、頻特性曲線,第三節(jié) 汽車(chē)振動(dòng)系統(tǒng)的簡(jiǎn)化，單質(zhì)量系統(tǒng)的振動(dòng),21,-2:1,共振時(shí)，,單質(zhì)量系統(tǒng)位移輸入與位移輸出的幅頻特性,3.幅頻特性曲線,第三節(jié) 汽車(chē)振動(dòng)系統(tǒng)的簡(jiǎn)化，單質(zhì)量系統(tǒng)的振動(dòng),22,4.幅頻特性曲線的討論,1）低頻段,|z/q|略大于1，阻尼比對(duì)這一頻段的影響不大。,第三節(jié) 汽車(chē)振動(dòng)系統(tǒng)的簡(jiǎn)化，單質(zhì)量系統(tǒng)的振動(dòng),23,4.幅頻特性曲線的討論,2）共振段,|z/q|出現(xiàn)峰值，將輸入位移放大，加大阻尼比，可使共振峰值明顯下降。,第三節(jié) 汽車(chē)振動(dòng)系統(tǒng)的簡(jiǎn)化，單質(zhì)量系統(tǒng)的振動(dòng),24,4.幅頻特性曲線的討論,3）高頻段,懸架對(duì)輸入位移起衰減作用，阻尼比減小對(duì)減振有利。,與無(wú)關(guān),第三節(jié) 汽車(chē)振

8、動(dòng)系統(tǒng)的簡(jiǎn)化，單質(zhì)量系統(tǒng)的振動(dòng),25,2）振動(dòng)響應(yīng)量的功率譜密度與均方根值,第三節(jié) 汽車(chē)振動(dòng)系統(tǒng)的簡(jiǎn)化，單質(zhì)量系統(tǒng)的振動(dòng),振動(dòng)響應(yīng)量 x 的功率譜密度；,路面位移 q 的功率譜密度；,系統(tǒng)響應(yīng)量 x 對(duì)輸入 q 的幅頻特性。,26,第三節(jié) 汽車(chē)振動(dòng)系統(tǒng)的簡(jiǎn)化，單質(zhì)量系統(tǒng)的振動(dòng), 振動(dòng)響應(yīng)量的方差，等于均方根值。,由路面不平度系數(shù)和車(chē)速確定路面位移輸入的功率譜密度,由懸架系統(tǒng)參數(shù)求出頻率響應(yīng)函數(shù)H（f）xq,27,3）概率分布與標(biāo)準(zhǔn)差的關(guān)系,振動(dòng)響應(yīng)量 x 的分布為正態(tài)分布，且均值為零時(shí)，幅值的絕對(duì)值超過(guò) 的概率為P，與 P 的關(guān)系如下表。,正態(tài)分布情況下，超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)差x的倍以外的概率P,第三節(jié)

9、汽車(chē)振動(dòng)系統(tǒng)的簡(jiǎn)化，單質(zhì)量系統(tǒng)的振動(dòng),28,正態(tài)分布情況下，超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)差x的倍以外的概率P,要求車(chē)身加速度 超過(guò)1g的概率P=1%，求車(chē)身加速度的標(biāo)準(zhǔn)差 。,第三節(jié) 汽車(chē)振動(dòng)系統(tǒng)的簡(jiǎn)化，單質(zhì)量系統(tǒng)的振動(dòng),例1,即 =0.39g 時(shí)，可以使 超過(guò)1g的概率P=1%。,29,正態(tài)分布情況下，超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)差x的倍以外的概率P,某汽車(chē)懸架彈簧動(dòng)撓度 的標(biāo)準(zhǔn)差 =3cm，要求動(dòng)撓度超過(guò)限位行程 即撞擊限位的概率P = 0.3，假設(shè)車(chē)輪上下跳動(dòng)的限位行程均為 ，求 。,第三節(jié) 汽車(chē)振動(dòng)系統(tǒng)的簡(jiǎn)化，單質(zhì)量系統(tǒng)的振動(dòng),=3cm， =9cm 可使撞擊限位的概率為0.3%。,例2,30,正態(tài)分布情況下，超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)差x的倍

10、以外的概率P,車(chē)輪跳離地面的條件是,相應(yīng)界限值,當(dāng)車(chē)輪與路面間的動(dòng)載Fd與車(chē)輪作用于路面的靜載G大小相等且方向相反時(shí)，車(chē)輪作用于路面的垂直載荷等于零。取 ，相對(duì)動(dòng)載 /G 的均方根值 ，求車(chē)輪跳離地面的概率。,因?yàn)?向上的概率占一半，車(chē)輪跳離地面的概率是0.15%。,第三節(jié) 汽車(chē)振動(dòng)系統(tǒng)的簡(jiǎn)化，單質(zhì)量系統(tǒng)的振動(dòng),例3,31,2.車(chē)身加速度的功率譜密度 的計(jì)算分析,路面輸入除采用 外，還可以采用 和 。,相應(yīng)地，幅頻特性要采用 和 。,第三節(jié) 汽車(chē)振動(dòng)系統(tǒng)的簡(jiǎn)化，單質(zhì)量系統(tǒng)的振動(dòng),32,輸入、輸出均方根譜之間的關(guān)系,路面輸入的均方根譜,用雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)做出路面輸入均方根譜與的關(guān)系曲線。,第三節(jié) 汽車(chē)

11、振動(dòng)系統(tǒng)的簡(jiǎn)化，單質(zhì)量系統(tǒng)的振動(dòng),33,第三節(jié) 汽車(chē)振動(dòng)系統(tǒng)的簡(jiǎn)化，單質(zhì)量系統(tǒng)的振動(dòng),34,三個(gè)幅頻 特性為,第三節(jié) 汽車(chē)振動(dòng)系統(tǒng)的簡(jiǎn)化，單質(zhì)量系統(tǒng)的振動(dòng),35,第三節(jié) 汽車(chē)振動(dòng)系統(tǒng)的簡(jiǎn)化，單質(zhì)量系統(tǒng)的振動(dòng),36,由于 為一“白噪聲”， 與 的圖形完 全相同，只是在雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)上 移動(dòng) 。,可以用響應(yīng)量對(duì)速度輸入的幅頻特性定性分析響應(yīng)的均方根譜。,第三節(jié) 汽車(chē)振動(dòng)系統(tǒng)的簡(jiǎn)化，單質(zhì)量系統(tǒng)的振動(dòng),37,2,1,10,100,0.1,1,10,激振頻率 f / Hz,=0.25,=0.5,f0=2Hz,思考：對(duì)共振峰值和高頻段的影響有何不同？振動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率 f0 對(duì)共振峰值有何影響？,第三節(jié) 汽車(chē)振動(dòng)系統(tǒng)的簡(jiǎn)化，單質(zhì)量系統(tǒng)的振動(dòng),38,對(duì)單質(zhì)量振動(dòng)系統(tǒng)， /G與 只相差系數(shù)1/g，因此0和對(duì) 幅頻特性的影響與 幅頻特性的影響，從變化趨勢(shì)上講完全一樣。,3.車(chē)輪與路面間的相對(duì)動(dòng)載 /G對(duì) 的幅頻特性的分析,第三節(jié) 汽車(chē)振動(dòng)系統(tǒng)的簡(jiǎn)化，單質(zhì)量系統(tǒng)的振動(dòng),39,4.懸架彈簧的動(dòng)撓度 對(duì) 幅頻特性的分析,第三節(jié) 汽車(chē)振動(dòng)系統(tǒng)的簡(jiǎn)化，單質(zhì)量系統(tǒng)的振動(dòng),40,在低頻段，1，,在高頻段，1，,2:1,0:1,第三節(jié) 汽車(chē)振動(dòng)系統(tǒng)的簡(jiǎn)化，單質(zhì)量系統(tǒng)的振動(dòng),頻率比=/0,0.1 1 10,10 1 0.1,=0,=0.5,=0.