汽车理论版课件6162.ppt

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1、第六章 汽车的平顺性,第六章 汽车的平顺性,本章将具体研究以下内容：人体对振动的反应和平顺性的评价；路面不平度的统计特性；汽车振动系统的简化，系统的频率响应特性和系统参数对振动响应参数的影响；汽车平顺性的测试等。,本章重点研究路面不平引起的汽车振动问题。,2,第六章 汽车的平顺性,什么是汽车平顺性？ 保持汽车在行驶过程中乘员所处的振动环境具有一定舒适程度和保持货物完好的性能。 为什么要研究汽车的平顺性？ 振动影响人的舒适性、工作效能、身体健康，影响货物的完整性以及零部件的性能和寿命。平顺性研究的目的是有效控制汽车振动系统的动态特性。,3,振动系统弹性元件阻尼元件车身、车轮质量,输入路面不平度车

2、速发动机、传动系和车轮等旋转部件的非平衡干扰,输出车身传至人体的加速度悬架弹簧的动挠度车轮与路面间的动载荷,评价指标加权加速度均方根值撞击悬架限位的概率行驶安全性,本章将围绕人体对振动的反应和平顺性的评价指标、路面不平度的统计特性（振动系统的输入）、振动系统的动力学分析、振动系统的输出特性等内容而展开。,第六章 汽车的平顺性,本章将不考虑,4,第一节人体对振动的反应和平顺性的评价,本节将学习人体对振动的反应、人体坐姿受振模型、平顺性的评价方法等。,第六章 汽车的平顺性,5,一、人体对振动的反应,人体对振动的反应,垂直方向412.5Hz水平方向0.52Hz人体最敏感,传至人体的振动加速度,人体对

3、水平方向的振动比垂直方向更敏感,心理,生理,思考：公交车和长途客车在设计时对平顺性的要求有何不同？,客观因素,主观因素,第一节 人体对振动的反应和平顺性的评价,持续时间,强度,作用方向,频率,6,1974年国际标准化组织制定了国际标准ISO2631：人体承受全身振动评价指南,1997年公布了ISO26311：人体承受全身振动评价第一部分：一般要求,我国对相应国际标准进行了修订，公布了GB/T4970 1996汽车平顺性随机输入行驶试验方法,国际、国内与平顺性评价方法相关的标准,第一节 人体对振动的反应和平顺性的评价,7,人体坐姿受振模型,共3个输入点、12个方向的振动,第一节 人体对振动的反应

4、和平顺性的评价,8,频率加权函数和轴加权系数,第一节 人体对振动的反应和平顺性的评价,9,即人对座椅传给人体的振动最敏感,思考：由轴加权系数的不同取值可否确定人体对哪个点输入的振动最敏感？,第一节 人体对振动的反应和平顺性的评价,10,ISO2631-1：1997（E）标准还规定当评价振动对健康的影响时,只考虑 这三个轴向振动，且 两个水平轴向的轴加权系数取 k=1.4。,靠背水平轴向 可以由椅面水平轴向 代替，此时轴加权系数取 k=1.4。,我国标准规定，评价汽车平顺性时就考虑椅面 三个轴向振动。,第一节 人体对振动的反应和平顺性的评价,11,人体对不同频率的振动敏感程度不同, 最敏感的频率

5、范围是412.5Hz。在48Hz频率范围，人的内脏器官产生共振；812.5Hz频率范围，对人的脊椎系统影响很大。, 最敏感的频率范围是0.52Hz。大约在3Hz以下，人体对水平振动比对垂直振动更敏感，且汽车车身部分系统在此频率范围内产生共振，故应对水平振动给予充分重视。,第一节 人体对振动的反应和平顺性的评价,12,各轴向的频率加权函数（渐近线）,频率加权函数,第一节 人体对振动的反应和平顺性的评价,13,二、平顺性的评价方法,1.基本评价法,（1）计算各轴向加权加速度均方根值aw,1）滤波网络法,将测得的 通过相应的频率加权函数 的滤波网络，得到加权加速度时间历程 。,2）频谱分析法,对 进

6、行频谱分析，得到功率谱密度函数 。,第一节 人体对振动的反应和平顺性的评价,14,（2）三个方向总加权加速度均方根值,思考：为什么乘以系数1.4？,（3）总加权振级Law,a0参考加速度均方根值， 。,第一节 人体对振动的反应和平顺性的评价,15,（4）评价方法,Law和aw与人的主观感觉之间的关系,第一节 人体对振动的反应和平顺性的评价,16,频率加权函数和轴加权系数European轿车上振动测量结果,第一节 人体对振动的反应和平顺性的评价,17,第一节 人体对振动的反应和平顺性的评价,频率加权函数和轴加权系数European轿车上振动测量结果,18,2.辅助评价法,当峰值系数 9时，ISO

7、 2631-1：1997（E）标准规定用加权加速度4次方根值评价。它能更好地估计偶尔遇到过大的脉冲引起的高峰值系数振动对人体的影响。此时采用辅助评价方法 振动剂量值。,第一节 人体对振动的反应和平顺性的评价,19,下一节,本节内容结束,第一节 人体对振动的反应和平顺性的评价,20,第六章 汽车的平顺性,本节将介绍路面空间频率的功率谱密度，路面等级，时间频率的功率谱密度，路面对四轮汽车输入的功率谱密度等。,第二节路面不平度的统计特性,21,一、路面不平度的功率谱密度,1.路面不平度函数,路面相对基准平面的高度 q ，沿道路走向长度 I 的变化 q（I）称为路面不平度函数。 用水准仪或路面计可以得

8、到路面不平度函数。,第二节 路面不平度的统计特性,22,2.路面不平度的功率谱密度,1） 的拟合公式,n空间频率（m-1），表示每米长度包括几个波长；, 参考空间频率下的路面功率谱密度，也称路面不平度系数；,n0参考空间频率，n0=0.1m-1；,W频率指数。,第二节 路面不平度的统计特性,23,2）路面不平度8级分类标准,第二节 路面不平度的统计特性,24,路面不平度分级图,第二节 路面不平度的统计特性,25,3）速度功率谱密度和加速度功率谱密度,速度功率谱密度,加速度功率谱密度,当W=2时,与n无关“白噪声”,第二节 路面不平度的统计特性,26,二、空间频率功率谱密度 化为时间频率功率谱密

9、度,当空间频率 n 或带宽 n 一定时，时间频率 f 与带宽f 随车速成正比变化。,第二节 路面不平度的统计特性,车速,27,将 代入,单位频带内的“功率”（均方值）即为功率谱密度。空间频率的功率谱密度,路面功率谱密度在频带n内包含的“功率”。,第二节 路面不平度的统计特性,28,空间频率和时间频率谱密度的关系,时间频率谱密度Gq(f),空间频率谱密度Gq(n),第二节 路面不平度的统计特性,n,f,u=1/2,u=1,u=2,1,1,2,Gq(f),n,速度u不同时，空间频率与时间频率的关系,29,第二节 路面不平度的统计特性,30,u,Gq(n0),第二节 路面不平度的统计特性,对上式的等

10、式两边取对数后作图，得到位移功率谱密度。,31,u,Gq(n0),第二节 路面不平度的统计特性,对上式的等式两边取对数后作图，得到速度功率谱密度。,32,u,Gq(n0),第二节 路面不平度的统计特性,对上式的等式两边取对数后作图，得到加速度功率谱密度。,33,三、路面对四轮汽车输入的功率谱密度,第二节 路面不平度的统计特性,34,汽车有四个输入的振动传递时，要掌握四个车轮输入的自谱和四个车轮彼此间的互谱，共16个谱量 2，3，4），其中12个谱量两两共轭。,四个车轮不平度函数的傅里叶变换为,第二节 路面不平度的统计特性,35,左、右轮迹间的互谱可以表示为,两个轮迹的相关函数为,第二节 路面不平度的统计特性,侧倾角位移功率谱密度G(n)与垂直位移功率谱密度 的比值与相干函数 的关系为,36,与G(n)/ 曲线,第二节 路面不平度的统计特性,37,当两个轮迹x（I）、y（I）的统计特性相同，即,且相位谱 时,路面对四轮汽车输入的谱矩阵最后可以表示为,第二节 路面不平度的统计特性,38,下一节,第二节 路面不平度的统计特性,本节内容结束,