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汽车平顺性. 人. 路面. 汽车. 第一节 人体对振动的反应和平顺性的评价. 第一节 人体对振动的反应和平顺性的评价. 平顺性的评价标准. 评价标准 ISO2631-1:1997(E) 《 人体承受全身振动评价 —— 第一部分:一般要求 》 GB/T4970-1996《 汽车平顺性随机输入行驶试验方法 》 所考虑的振动 ISO2631-1 规定,舒适性评价时,考虑座椅支承处的 3 个线振动和 3 个角振动,靠背和脚支承处各 3 个线振动,共 12 个轴向振动。健康影响评价时,仅考虑座椅支承处的 3 个线振动 x s 、 y s 、 z s 。.
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汽车平顺性 人 路面 汽车
第一节 人体对振动的反应和平顺性的评价 平顺性的评价标准 评价标准 ISO2631-1:1997(E) 《人体承受全身振动评价——第一部分:一般要求》 GB/T4970-1996《汽车平顺性随机输入行驶试验方法》 所考虑的振动 ISO2631-1规定,舒适性评价时,考虑座椅支承处的3个线振动和3个角振动,靠背和脚支承处各3个线振动,共12个轴向振动。健康影响评价时,仅考虑座椅支承处的3个线振动xs、ys、zs。
第一节 人体对振动的反应和平顺性的评价 平顺性名词解释(1) 1、轴加权系数 对不同方向振动,人体敏感度不一样。该标准用轴加权系数描述这种敏感度。 2、频率加权系数 对不同频率的振动,人体敏感度也不一样。例如,人体内脏在椅面z向振动4-8Hz发生共振,8-12.5Hz对脊椎影响大。椅面水平振动敏感范围在0.5-2Hz。标准用频率加权函数w描述这种敏感度。
第一节 人体对振动的反应和平顺性的评价 人体坐姿受振模型
第一节 人体对振动的反应和平顺性的评价 频率加权系数 椅面z向: 椅面x,y向和靠背y向 : 靠背x向 :
第一节 人体对振动的反应和平顺性的评价 平顺性名词解释(2) 3、 均方根值 a(t)是测试的加速度时间信号。 4、 加权均方根值 aw(t)是通过频率加权函数滤波网络后得到的加速度时间信号。频率加权函数见p172。 频率加权滤波网络 aw(t) a(t)
第一节 人体对振动的反应和平顺性的评价 平顺性评价方法 1、按加速度加权均方根值评价。样本时间T一般取120s。 2、同时考虑3个方向3轴向xs、ys、zs振动的总加权加速度均方根值为:
第一节 人体对振动的反应和平顺性的评价 平顺性指标和人的感觉间的关系
第二节 路面不平度的统计特征 路面不平度的功率谱密度 1. x(t)功率谱密度Gx(f)的意义 Gx(f) 表示x(t)的平均功率E[x2(t)]在频率域的分布。 2.路面不平度q(I)的功率谱密度Gq(n)的意义 Gq(n) 表示.路面不平度q2(I)的平均值E[q2(I)]的空间频率分布。
第二节 路面不平度的统计特征 3.路面不平度的功率谱密度 式中 n—空间频率,m-1 n0—0.1 m-1 Gq(n0)—路面不平度系数(m2/m-1) w—频率指数,一般取为2
第二节 路面不平度的统计特征 路面空间频率谱密度化为时间谱密度 1.空间频率与时间频率的关系 f=un 这里n是空间频率(每米波长数)。u是车速(m/s),f是时间频率(Hz,每秒波长数)。 2.路面时间谱密度与空间频率谱密度的关系
第二节 路面不平度的统计特征 上式可化为 还可得到
第三节汽车振动系统的简化、单质量系统振动 汽车单自由度振动模型
第三节汽车振动系统的简化、单质量系统振动 汽车单自由度振动方程(1) 令 2n=C/m2,20=K/ m2, 齐次方程变为
第三节汽车振动系统的简化、单质量系统振动 0称为系统固有圆频率,定义阻尼比 方程的解为
第三节汽车振动系统的简化、单质量系统振动 弹簧振子
第三节汽车振动系统的简化、单质量系统振动 单自由度自由振动衰减曲线
第三节汽车振动系统的简化、单质量系统振动 Im Z=Aejwt jwt Asint t Re Acost 复振动
第三节汽车振动系统的简化、单质量系统振动 欧拉公式: Z=Aejt=A(cost+jsint) 复数的标准形式为 Z=a+jb 式中: a=Acost b=Asint Z称为复振动,模为A= 幅角argZ=arctg(b/a)=t 实部=a=Acost 虚部=b=Asint。 复振动的实部或虚部都代表振动。事先约定一个即可。
第三节汽车振动系统的简化、单质量系统振动 对简谐振动,对应的复数形式为 Z=Aej(t+) Z=Aej(t+)=Aejejt= ejt 式中: = Aej为复振动Z的复振幅。
第三节汽车振动系统的简化、单质量系统振动 频率响应 设系统的输入是F0ej(wt+), 输出Xej(wt+) 系统的频率响应定义是: H()=输出复振动/输入复振动 = = =输出复振幅/输入复振幅 注意X,F,,都是频率的函数。
第三节汽车振动系统的简化、单质量系统振动 频率响应函数的特点 (1)描述了定常线性系统(动态特性)。是频率的复函数。 (2)系统所固有。 (3)具有不同的形式,位移/力,速度/力,应变/位移,电压/加速等。 (4)和输入输出的位置、方向等有关。 (5)可通过理论计算或方便地通过测试得到。
第三节汽车振动系统的简化、单质量系统振动 频率响应函数的物理意义 频率响应函数的模 =幅频特性=|输出复振动/输入复振动| =|输出复振幅/输入复振幅| =输出实振幅/输入实振幅 即 频率响应函数的幅角=-=
第三节汽车振动系统的简化、单质量系统振动 频响函数的测试
第三节汽车振动系统的简化、单质量系统振动 汽车单质量系统频响函数的推导 令输入复振动为 式中复振幅 式中复振幅
第三节汽车振动系统的简化、单质量系统振动 令 代入上式,得
第三节汽车振动系统的简化、单质量系统振动 汽车单质量系统幅频特性 上式模(幅频特性)为 (1)在0<0.75的低频段, 既不减振也不增振。阻尼比影响不大。 (2)在0.75< 的共振段, 出现峰值,阻尼比大时峰值低。增振。 (3)在>= 的高频段,= 时 =1。> 时, <1。减振。阻尼比较小时衰减更多。
第二节汽车振动系统的简化、单质量系统振动 双轴汽车平顺性模型
第二节汽车振动系统的简化、单质量系统振动 平顺性分析的振动响应量 平顺性分析的振动响应量有3种: 1、车身振动加速度 2、悬架动挠度(涉及限位行程、悬架击穿) 3、车轮与路面间的动载荷
第二节汽车振动系统的简化、单质量系统振动 单质量系统对路面随机输入的响应 对单自由度系统,输出功率谱=幅频特性的平方输入功率谱,即 式中,x表示输出,可以是车身加速度 、悬架动挠度fd、车轮与路面间的动载荷Fd。 方差2=均方值--均值2。在振动均值为0时, 方差 2=均方值=
第二节汽车振动系统的简化、单质量系统振动 车身加速度功率谱密度函数 车身加速度功率谱密度函数用于: a.了解振动加速度功率频谱的分布。 b.求加速度均方根值 或加权均方根值评价汽车平顺性。
第二节汽车振动系统的简化、单质量系统振动 从上式: 车身加速度功率谱密度函数为 车身加速度均方根谱 式中路面速度均方根谱来自 =常量(白噪声)
第二节汽车振动系统的简化、单质量系统振动 当=1时,前式变为 (共振峰值) 显然固有频率越低,峰值越低。此外,低频段阻尼比越大 , 越小。高频段阻尼比越大, 越大。二者效果相反,须折衷。
第二节汽车振动系统的简化、单质量系统振动 车身加速度均方根为 结论: 1)固有频率 越低, 越小。即悬架越软平顺性越好。但固有频率不可太低。否则悬架动挠度太大,并会导致乘客晕车。 2)阻尼有一最佳值,在0.2-0.4之间。
第二节汽车振动系统的简化、单质量系统振动 车轮与路面间相对动载荷幅频特性 对单质量系统 它与簧载荷重量G的比值称为相对动载荷 这和车身振动加速度基本一样,只差一常数g。故可用同样公式求均方根值(标准差),求离地概率。
第二节汽车振动系统的简化、单质量系统振动 悬架弹簧动挠度的幅频特性 悬架弹簧动挠度复振幅为 ,故频响函数 把频响函数 代入上式,得 幅频特性为
第二节汽车振动系统的简化、单质量系统振动 平顺性和固有频率、阻尼比的关系 1、固有频率越低,车身振动加速度均方根值越低,平顺性越好。但固有频率太低,会导致汽车载荷变化时车身高度变化过大、悬架“击穿”和乘员晕车; 2、汽车悬架阻尼比不能过大或过小,有一最佳值,在0.2和0.4之间。
第二节汽车振动系统的简化、单质量系统振动 悬架参数实用范围 表中: f0 —固有频率 fs —悬架静挠度 [fd]—限位行程 —阻尼比
第二节汽车振动系统的简化、单质量系统振动 被动悬架
第二节汽车振动系统的简化、单质量系统振动 半主动悬架