1、2022-11-18第六章汽车的平顺性第六章汽车的平顺性第六章汽车的平顺性第六章汽车的平顺性第六章 汽车的平顺性汽车的平顺性 引言引言:平顺性的含义平顺性的含义:汽车的平顺性就是保持汽车在行驶过程中产生汽车的平顺性就是保持汽车在行驶过程中产生的振动和冲击对承员舒适性的影响在一定界限之内，的振动和冲击对承员舒适性的影响在一定界限之内，对于载货汽车还包括保持货物完好的性能。对于载货汽车还包括保持货物完好的性能。平顺性主要是根据乘员的舒适性感觉来评价平顺性主要是根据乘员的舒适性感觉来评价,但一些但一些标准往往是采用客观评价指标。标准往往是采用客观评价指标。平顺性是平顺性是舒适性舒适性的主要内容的主要
2、内容舒适性舒适性还包括：噪声、空调、还包括：噪声、空调、乘坐环境（空间）、驾驶操作性能乘坐环境（空间）、驾驶操作性能第六章汽车的平顺性第六章 汽车的平顺性汽车的平顺性 汽车的平顺性可由下图所示的汽车的平顺性可由下图所示的“路面路面-汽车汽车-人人”系统的框图来分析：系统的框图来分析：第六章汽车的平顺性随机振动的基本概念随机振动的基本概念汽车车厢地板上测得的振动加速度波形汽车车厢地板上测得的振动加速度波形 振动加速度随时间的变化是不确定的，这振动加速度随时间的变化是不确定的，这种随时间变化的不规则振动叫随机振动。种随时间变化的不规则振动叫随机振动。时间时间振动振动加速加速度度 随机振动是非周期振
3、动，振动加速度里面有随机振动是非周期振动，振动加速度里面有各种频率成分。各种频率成分。第六章汽车的平顺性第六章 汽车的平顺性汽车的平顺性 注意区别：注意区别：悬挂质量和非悬挂质量：悬挂质量和非悬挂质量：悬挂质量是悬架主弹簧上的质量，也称簧载质量，包括车身、悬挂质量是悬架主弹簧上的质量，也称簧载质量，包括车身、车架、发动机等；非悬挂质量是弹簧之下的质量，也称非簧车架、发动机等；非悬挂质量是弹簧之下的质量，也称非簧载质量，包括车轮，非独立悬架的车桥。联接车轮和车身、载质量，包括车轮，非独立悬架的车桥。联接车轮和车身、车架的那部分元件的质量要按照其相应的功能关系分成悬挂车架的那部分元件的质量要按照其
4、相应的功能关系分成悬挂质量和非悬挂直量质量和非悬挂直量 研究平顺性的主要目的就是控制汽车振动系统的动态研究平顺性的主要目的就是控制汽车振动系统的动态特性，使振动的特性，使振动的“输出输出”在给定工况的在给定工况的“输入输入”下不下不超过一定界限，以保持乘员的舒适性。超过一定界限，以保持乘员的舒适性。第六章汽车的平顺性第一节 人体对振动的反应和平顺性的评价日本对日本对370名拖拉机司机的调查，发现他们之中，骨关节、胸部和腰椎发生名拖拉机司机的调查，发现他们之中，骨关节、胸部和腰椎发生病变的比例分别为病变的比例分别为71%、52%和和8%，腰椎和胸部同时发现病变的高达，腰椎和胸部同时发现病变的高达
5、40%，而且接触振动时间越长，发生病变的比例越高，从业而且接触振动时间越长，发生病变的比例越高，从业10年以上的人病变比例年以上的人病变比例竟高达竟高达80%。当振动加速度达到当振动加速度达到65dB（分贝）时，对睡眠有轻微影响；达到（分贝）时，对睡眠有轻微影响；达到69dB时，所时，所有轻睡的人将被惊醒；达到有轻睡的人将被惊醒；达到74dB时，除酣睡的人外，其他人将惊醒；达到时，除酣睡的人外，其他人将惊醒；达到79dB时，所有的人都将惊醒。时，所有的人都将惊醒。第六章汽车的平顺性平顺性的评价平顺性的评价 一、人体对振动的反应：一、人体对振动的反应：机械振动对人体的影响，取决于振动的机械振动对
6、人体的影响，取决于振动的频率频率、强度、强度、作作用方向用方向和持续时间，而且每个人的心理与身体素质不同，和持续时间，而且每个人的心理与身体素质不同，故对振动的敏感程度有很大差异。故对振动的敏感程度有很大差异。平顺性的评价比较困难，现在一般以国际标难化组织平顺性的评价比较困难，现在一般以国际标难化组织(ISO)制定的国际标准制定的国际标准ISO2631：人体承受全身振动评人体承受全身振动评价指南价指南为依据为依据 后来对它进行过修订、补充。从后来对它进行过修订、补充。从1985年开始进行令面修年开始进行令面修订，于订，于1997年公布了年公布了ISO2631-1：1997(E)人体承受全人体承
7、受全身振动评价身振动评价第一部分：一般要求第一部分：一般要求第六章汽车的平顺性 ISO2631-1：1997(E)人体承受全身振动评价人体承受全身振动评价第一部第一部分：一般要求分：一般要求：此标准对于评价长时间作用的随机振动和：此标准对于评价长时间作用的随机振动和多输入点多轴向振动环境对人体的影响时，能与主观感觉更多输入点多轴向振动环境对人体的影响时，能与主观感觉更好地符合。好地符合。适用于全身振动，不只适用于汽车适用于全身振动，不只适用于汽车 许多国家都参照它进行汽车平顺性的评价，我国对相应标准许多国家都参照它进行汽车平顺性的评价，我国对相应标准进行了修订，公布了进行了修订，公布了GBT4
8、9701996汽车平顺性随机汽车平顺性随机输入行驶试验方法输入行驶试验方法。现在又有新国家标准。现在又有新国家标准GB/T 4970-2009 汽车平顺性试验方法汽车平顺性试验方法平顺性的评价依据平顺性的评价依据我们国家的我们国家的GB/T 13441.1-2007 机械振动与冲击机械振动与冲击 人体暴露于全身振动人体暴露于全身振动的评价的评价 第第1部分：一般要求部分：一般要求也是等效采用等效采用也是等效采用等效采用ISO2631-1：1997(E)制定的制定的第六章汽车的平顺性人体坐姿受振模型人体坐姿受振模型 ISO26311：1997(E)标准标准规定了图规定了图62所示的人体坐所示的人
9、体坐姿受振模型。姿受振模型。在进行舒适性评价时在进行舒适性评价时，它除，它除了考虑座椅支承面处输人点了考虑座椅支承面处输人点3个方向的线振动，还考虑个方向的线振动，还考虑该点该点3个方向的角振动，以个方向的角振动，以及座倚靠背和脚支承面两个及座倚靠背和脚支承面两个输入点各输入点各3个方向的线振动，个方向的线振动，共共3个输入点个输入点12个轴向的振个轴向的振动。动。第六章汽车的平顺性ISO26311：1997(E)标准还规定了标准还规定了站姿和卧姿受振模型站姿和卧姿受振模型第六章汽车的平顺性人体对不同方向的振动敏感性不一样在表在表6-1给出了对各轴向的轴加权系数，系数越大，对此轴向振动越敏感给
10、出了对各轴向的轴加权系数，系数越大，对此轴向振动越敏感第六章汽车的平顺性人体对不同频率的振动敏感性不一样 在图在图6-3给出了给出了各轴向各轴向0.5-80Hz的频率加的频率加权函数权函数(渐进线，渐进线，也就是近似的也就是近似的)，函数值越大，函数值越大，对此频率处的对此频率处的振动越敏感振动越敏感第六章汽车的平顺性人体对不同频率的振动敏感性不一样ISO26311：1997(E)规定的频率加权函数（与课本图规定的频率加权函数（与课本图6-3对照）对照）第六章汽车的平顺性第六章 汽车的平顺性汽车的平顺性 另外，另外，ISO26311：1997(E)标准还规定，当评价振动对标准还规定，当评价振动
11、对人体健康的影响时人体健康的影响时，就考虑，就考虑xs、ys、zs这三个轴向，且这三个轴向，且xs、ys两个水平轴向的轴加权系数取两个水平轴向的轴加权系数取k=1.4，比垂直轴向，比垂直轴向更敏感。更敏感。标准规定靠背水平轴向可以由椅面水平轴向代替，此时轴标准规定靠背水平轴向可以由椅面水平轴向代替，此时轴加权系数取加权系数取k1.4。因此，我国在修订的相应标准。因此，我国在修订的相应标准GBT4970-1996汽车平顺性随机输入行驶试验力法汽车平顺性随机输入行驶试验力法时，时，评价汽车平顺性就考虑椅面评价汽车平顺性就考虑椅面Xs、Ys、Zs三个轴向。三个轴向。新标准新标准 GBT4970-20
12、09采用座椅、靠背和脚三个点、各采用座椅、靠背和脚三个点、各三个方向的线振动，共三个方向的线振动，共9个轴向个轴向第六章汽车的平顺性第六章 汽车的平顺性汽车的平顺性补充一点：补充一点：原来标准认为原来标准认为(参看第参看第2版教材版教材)：振动对人体的影响有三个：振动对人体的影响有三个界限界限(1)暴露极限，是保护健康与安全界限，通常称为人体承暴露极限，是保护健康与安全界限，通常称为人体承受振动的上限受振动的上限(2）疲劳）疲劳工效降低界限，此界限内能够保持工作效率工效降低界限，此界限内能够保持工作效率(3)舒适降低界限，保持舒适性界限舒适降低界限，保持舒适性界限。A、暴露极限为疲劳、暴露极限
13、为疲劳工效降低界限的工效降低界限的2倍，疲劳倍，疲劳降低工降低工效界限为降低舒适界限的效界限为降低舒适界限的3.15倍倍B、三个界限、极限都随着时间的增加而降低、三个界限、极限都随着时间的增加而降低第六章汽车的平顺性第六章 汽车的平顺性汽车的平顺性 椅面垂直轴向椅面垂直轴向Zs的频率加权函数最敏感频率范围的频率加权函数最敏感频率范围标准规定为标准规定为412.5Hz，在，在48Hz这个频率范围，这个频率范围，人的内脏器官产生共振，而人的内脏器官产生共振，而812.5Hz频率范围频率范围的振动对入的脊椎系统影响很大。的振动对入的脊椎系统影响很大。椅面水平轴向椅面水平轴向xs、ys的频率加权函数最
14、敏感频率的频率加权函数最敏感频率范围为范围为0.52Hz，大约在，大约在3Hz以下，水平振动比以下，水平振动比垂直振动更敏感，且汽车车身部分系统在此频率垂直振动更敏感，且汽车车身部分系统在此频率范围产生共振，故应对水平振动给予充分重视。范围产生共振，故应对水平振动给予充分重视。第六章汽车的平顺性平顺性的评价方法平顺性的评价方法 注意几个符号注意几个符号 a(t)：加速度的时间历程，是时间：加速度的时间历程，是时间t的函数，是瞬时值的函数，是瞬时值 aw(t)：加权后的加速度的时间历程，也是时间：加权后的加速度的时间历程，也是时间t的函数；下标的函数；下标w（weighted）代表加权的意思，也
15、是瞬时值，一般来讲）代表加权的意思，也是瞬时值，一般来讲aw(t)a(t)aw：一段时间：一段时间T内的加权加速度的均方根值，不是瞬时值内的加权加速度的均方根值，不是瞬时值第六章汽车的平顺性几个概念：信号几个概念：信号x（物理量）均（物理量）均值值、方差、方差2 和均方值和均方值2重要结论：重要结论：当均值为零时，当均值为零时，方差等于均方值，方差等于均方值，标准差等于均方标准差等于均方根值根值第六章汽车的平顺性平顺性的评价方法平顺性的评价方法 两种方法：两种方法：基本评价方法加权加速度均方根基本评价方法加权加速度均方根aw 辅助评价方法振动剂量辅助评价方法振动剂量VDV基本评价方法：当基本评
16、价方法：当振动波形振动波形峰值系数峰值系数9时采用时采用适用于一般汽车行适用于一般汽车行驶驶第六章汽车的平顺性平顺性的评价方法平顺性的评价方法A、对随机加速度的时间历程，也就是、对随机加速度的时间历程，也就是a(t)，通过，通过加权函数加权函数w(f)(加权网络加权网络)，得到加权加速度时，得到加权加速度时间历程间历程aw(t)注：一般（任意）加速度传感注：一般（任意）加速度传感器测量时先得到一个电压或器测量时先得到一个电压或者电流信号，再经过一个网者电流信号，再经过一个网络就可以得到加权值络就可以得到加权值 基本评价方法加权加速度均方根基本评价方法加权加速度均方根aw的计算的计算方法方法1第
17、六章汽车的平顺性B、再按下式计算加权加速度均方根值：、再按下式计算加权加速度均方根值：平顺性的评价方法平顺性的评价方法 式中，式中，T为振动的分析时间，课本建议为振动的分析时间，课本建议一般取一般取120s。基本评价方法加权加速度均方根基本评价方法加权加速度均方根aw的计算的计算这种方法是这种方法是时间域时间域内计算的方法内计算的方法第六章汽车的平顺性平顺性的评价指标平顺性的评价指标 对随机加速度的时间历程对随机加速度的时间历程a(t)，先进行频谱，先进行频谱分析得到功率谱密度函数分析得到功率谱密度函数Ga(f)，计算得到，计算得到aw方法方法2 基本评价方法加权加速度均方根基本评价方法加权加
18、速度均方根aw的计算的计算这种方法是这种方法是频率域频率域内计算的方法内计算的方法第六章汽车的平顺性 3)当同时考虑当同时考虑Xs、Ys、Zs椅面这三个轴向振椅面这三个轴向振动时，三个轴向的总加权加速度均方根值，按动时，三个轴向的总加权加速度均方根值，按下式计算（老国家标准下式计算（老国家标准GB/T 4970-1996）：平顺性的评价指标平顺性的评价指标注意：注意：x、y轴方向有个轴方向有个1.4的系数，为什么的系数，为什么第六章汽车的平顺性 4)有些有些“人体振动测量仪人体振动测量仪”采用采用加权振级加权振级Law(dB)，它与加权加速度均方根值，它与加权加速度均方根值aw 换算，换算，按
19、下式进行：按下式进行：a0为参考加速度均方根值，为参考加速度均方根值，a0=10-6 m.s-2 表表62给出了加权振级和加权加速度均方根值给出了加权振级和加权加速度均方根值与人的主观感觉之间的关系与人的主观感觉之间的关系 振动加速度振动加速度aw增大增大10倍，倍，Law增加增加20dB平顺性的评价指标平顺性的评价指标GB/T 4970-1996 称称Law为为等效均值等效均值第六章汽车的平顺性平顺性的评价指标平顺性的评价指标ISO26310.5第六章汽车的平顺性（二（二)辅助评价方法：辅助评价方法：当峰值系数当峰值系数9时，时，ISO26311：1997(E)标准规标准规定用均定用均4次方
20、和根值的方法来评价，它能更好地估次方和根值的方法来评价，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体的影响，此时采用辅助评价方法振动剂量值振动剂量值(VDV,vibration dose value)为：为：平顺性的评价指标平顺性的评价指标ISO2631认为：此处的认为：此处的T与式（与式（6-1）相同）相同新国家标准新国家标准GB/T 4970-2009认为是作用时间，即：从前轮接触凸块认为是作用时间，即：从前轮接触凸块到汽车驶过凸块且冲击响应消失时间段到汽车驶过凸块且冲击响应消失时间段第六章汽车的平顺性
21、第六章 汽车的平顺性汽车的平顺性 6.3 汽车振动系统的简化，单质量系统汽车振动系统的简化，单质量系统的振动的振动 一、汽车振动系统的简化：一、汽车振动系统的简化：汽车是一个复杂的振动系统，应根据所分析的问汽车是一个复杂的振动系统，应根据所分析的问题进行简化。题进行简化。第六章汽车的平顺性第六章 汽车的平顺性汽车的平顺性左图是把汽车车身质量看作为刚体的左图是把汽车车身质量看作为刚体的立体模型。立体模型。汽车的悬挂汽车的悬挂(车身车身)质量为质量为m2，它由车，它由车身、车架及其上的总成所构成。该质身、车架及其上的总成所构成。该质量绕通过质心的横轴量绕通过质心的横轴y的转动惯量为的转动惯量为Iy
22、，悬挂质量通过减振器和悬架与车，悬挂质量通过减振器和悬架与车轴、车轮相连接。轴、车轮相连接。车轮、车轴构成的非悬挂车轮、车轴构成的非悬挂(车轮车轮)质量质量为为m1。车轮再经过具有一定弹性和。车轮再经过具有一定弹性和阻尼的轮胎支承在不平的路面上。阻尼的轮胎支承在不平的路面上。在讨论平顺性时，这一立体模型的车在讨论平顺性时，这一立体模型的车身质量主要考虑垂直、俯仰、侧倾身质量主要考虑垂直、俯仰、侧倾3个自由度，个自由度，4个车轮质量有个车轮质量有4个垂直自个垂直自由度，共由度，共7个自由度。个自由度。第六章汽车的平顺性第六章 汽车的平顺性汽车的平顺性 汽车对称于其纵轴线且左、右车汽车对称于其纵轴
23、线且左、右车辙的不平度函数辙的不平度函数x(I)y(I)（也就（也就是左右车辙相同），此时汽车车是左右车辙相同），此时汽车车身只有垂直振动和俯仰振动，这身只有垂直振动和俯仰振动，这两个自由度的振动对平顺性影响两个自由度的振动对平顺性影响最大。最大。左图为汽车简化成左图为汽车简化成4个自由度的个自由度的平面模型。平面模型。在这个模型中，又因轮胎阻尼较在这个模型中，又因轮胎阻尼较小而予以忽略小而予以忽略第六章汽车的平顺性第六章 汽车的平顺性汽车的平顺性 把质量为把质量为m2，转动惯量，转动惯量为为Iy的车身按动力学等的车身按动力学等效的条件分解为前轴上、效的条件分解为前轴上、后轴上及质心后轴上及质
24、心C上的三上的三个集中质量个集中质量m2f、m2r、m2c，三个质量由无质，三个质量由无质量的刚性杆连接，它们量的刚性杆连接，它们的大小由下述三个条件的大小由下述三个条件决定：决定：第六章汽车的平顺性第六章 汽车的平顺性汽车的平顺性式中，式中，y一为绕横轴一为绕横轴y的回转半径；的回转半径；a、b为车身质量部分为车身质量部分的质心至前、后轴的距离。的质心至前、后轴的距离。第六章汽车的平顺性第六章 汽车的平顺性汽车的平顺性 由此得出三个集中质量分别为：称为悬挂质量分配系数称为悬挂质量分配系数当当=1时，联系质量时，联系质量m2c=0。根据统计，大部分汽车的根据统计，大部分汽车的=0.8-1.2，
25、接近接近1。在。在=1的情况下，前、后轴上的情况下，前、后轴上方车身部分的集中质量方车身部分的集中质量m2f、m2r的垂的垂直方向运动是相互独立的直方向运动是相互独立的第六章汽车的平顺性第六章 汽车的平顺性汽车的平顺性 在在1的情况下，当前的情况下，当前轮遇到路面不平度面引轮遇到路面不平度面引起振动时，质量起振动时，质量m2f运运动而质量动而质量m2r不运动；不运动；反之亦然。反之亦然。因此，在这种特殊情况因此，在这种特殊情况下，可以分别讨论图下，可以分别讨论图612上上m2f和前轮轴以及和前轮轴以及m2r和后轮轴所构成的两和后轮轴所构成的两个双质量系统的振动。个双质量系统的振动。经常称为经常
26、称为1/4汽车模型汽车模型 第六章汽车的平顺性双质量系统的振动 该系统除了具有前述车身该系统除了具有前述车身部分的动态特性外，还能部分的动态特性外，还能反映车轮部分在反映车轮部分在10-15Hz范围产生高频共振时的动范围产生高频共振时的动态特性态特性 它对平顺性和车轮的接它对平顺性和车轮的接 地地性有较大影响，更接近汽性有较大影响，更接近汽车悬挂系统的实际情况车悬挂系统的实际情况经常称为经常称为1/4汽车模型汽车模型 第六章汽车的平顺性单质量系统的振动 在远离车轮部分固有频率在远离车轮部分固有频率(10-15Hz)的较低激振频的较低激振频率范围率范围(如如5Hz以下以下)，轮，轮胎变形很小，忽
27、赂其弹性胎变形很小，忽赂其弹性与车轮质量，得到分析车与车轮质量，得到分析车身垂直振动的最简单的单身垂直振动的最简单的单质量系统。质量系统。第六章汽车的平顺性单质量系统的振动 车身单质量系统振动的动力学方程通解是对应齐次方程的通解与非齐次通解是对应齐次方程的通解与非齐次方程一个特解之和组成。方程一个特解之和组成。令：令：齐次方程为：齐次方程为：或：或：两个主要参数固有频率阻尼比第六章汽车的平顺性单质量系统的振动齐次方程的解为齐次方程的解为 为有阻尼固有频率为有阻尼固有频率 汽车悬架系统阻尼比汽车悬架系统阻尼比的数值通常在的数值通常在0.25左右，属于小阻尼左右，属于小阻尼 第六章汽车的平顺性单质
28、量系统的振动受迫振动频率响应特性受迫振动频率响应特性非齐次方程表示的是一线性系统，满载非齐次方程表示的是一线性系统，满载叠加原理。叠加原理。取路面的某次正弦（或者余弦）谐波输取路面的某次正弦（或者余弦）谐波输入，得到的输出也是同频率的正弦（或着入，得到的输出也是同频率的正弦（或着余弦）余弦）第六章汽车的平顺性单质量系统的振动受迫振动频率响应特性，频响特性受迫振动频率响应特性，频响特性频率响应频率响应特性记为特性记为为幅频特性，其为幅频特性，其中中第六章汽车的平顺性单质量系统的振动采用双对数坐标优点：采用双对数坐标优点：1把小数扩大，大数压缩，扩展观察范围，把小数扩大，大数压缩，扩展观察范围，2
29、有利有利于图形的乘除法叠加，于图形的乘除法叠加，3渐近线的斜率表示其渐近线的斜率表示其“频率指数频率指数”但是也会使得图形有一定但是也会使得图形有一定“失真失真”第六章汽车的平顺性单质量系统的振动第六章汽车的平顺性单质量系统的振动第六章汽车的平顺性单质量系统的振动有三点需要注意有三点需要注意 1)低频段。在这一频段，低频段。在这一频段，zq略大于略大于1，不呈现明显的动态，不呈现明显的动态特性，阻尼比对这一频段的影特性，阻尼比对这一频段的影响不大，响不大，悬架基本不起（减振）悬架基本不起（减振）作用作用。2)共振段。在这一频段，共振段。在这一频段，zq出现峰值，将输入位移放大，出现峰值，将输入
30、位移放大，悬架起加振作用悬架起加振作用。加大阻尼比。加大阻尼比可使共振峰明显下降。可使共振峰明显下降。3)高频段。在高频段。在 时，时，zq=1，与，与阻尼比无关。在阻尼比无关。在 时，时，zq1，悬架起减振作用悬架起减振作用。对输入位移。对输入位移起衰减作用，阻尼比减小对减起衰减作用，阻尼比减小对减振有利。振有利。第六章汽车的平顺性单质量系统的振动 要起到减振作用，必须使悬架工作在高频段，要起到减振作用，必须使悬架工作在高频段，也就是激励频率大于共振频率的也就是激励频率大于共振频率的1.4倍。倍。第六章汽车的平顺性单质量系统的振动 已汽车的结构参数和使用情况，如何评价汽车的平已汽车的结构参数
31、和使用情况，如何评价汽车的平顺性？顺性？首先可以根据悬架刚度首先可以根据悬架刚度K、阻尼系数、阻尼系数C、车身质量、车身质量m2，求出其幅频特性求出其幅频特性|z/q|根据道路情况，确定道路和行驶的车速根据道路情况，确定道路和行驶的车速u，确定路面激，确定路面激励的功率谱密度励的功率谱密度Gq(n)和和Gq(f)根据根据|z/q|、Gq(f)求出车身位移求出车身位移z和加速度和加速度a的功率谱密的功率谱密度度Gz(f)和和Ga(f)第六章汽车的平顺性单质量系统的振动第六章汽车的平顺性单质量系统的振动经常采用路面输入的速度功率谱进行定性分析经常采用路面输入的速度功率谱进行定性分析低频低频高频高频
32、第六章汽车的平顺性单质量系统的振动 悬架系统对于车悬架系统对于车身位移身位移z来说，是来说，是将高频输入衰减将高频输入衰减的低通滤波器；的低通滤波器；对于动挠度对于动挠度fd来来说，是将低频输说，是将低频输人衰减的高通滤人衰减的高通滤波器波器 第六章汽车的平顺性振动响应量的功率谱密度与均方振动响应量的功率谱密度与均方根值根值关于功率谱密度的含义请看关于功率谱密度的含义请看吴大正主编吴大正主编信号与线性系统分析信号与线性系统分析第三版，高等第三版，高等教育出版社教育出版社 请看课本请看课本P216 式（式（6-36）和（）和（6-37）第六章汽车的平顺性车身与车轮双质量系统的振动车身与车轮双质量
33、系统的振动 偏频：只有一个振动时的部分频率（固有频率）两个偏频 作无阻尼自由振动时，有两个固有频率w1和和w2，和偏频的关系：，和偏频的关系：w1 w0，w2 wt，一般一般wt 10 w0第六章汽车的平顺性3.车身与车轮部分质量比=m2/m1的影响第六章汽车的平顺性双质量系统的振型双质量系统的振型第六章汽车的平顺性双质量系统的幅频特性双质量系统的幅频特性 双质量系统的幅频特性双质量系统的幅频特性 第六章汽车的平顺性轮胎的影响（轮胎的影响（2010）轮胎对行驶平顺性的影响取决于轮胎的轮胎对行驶平顺性的影响取决于轮胎的径向刚度、径向刚度、轮胎的展平能力及内摩擦引起的阻尼作用轮胎的展平能力及内摩擦
34、引起的阻尼作用 有资料介绍：采用子午线轮胎径向刚度减小，轮胎有资料介绍：采用子午线轮胎径向刚度减小，轮胎的静挠度增加的静挠度增加40以上行驶平顺性得到改善。以上行驶平顺性得到改善。但轮径向胎刚度过低，可能会引起侧向偏离加大但轮径向胎刚度过低，可能会引起侧向偏离加大（侧向刚度减小），影响汽车的操纵稳定性。（侧向刚度减小），影响汽车的操纵稳定性。阻尼作用会衰减振动阻尼作用会衰减振动第六章汽车的平顺性轮胎的影响（轮胎的影响（2010）轮胎的展平能力轮胎的展平能力是指当汽车行驶在不平道路上时，是指当汽车行驶在不平道路上时，由于轮胎的弹性作用，轮胎的位移曲线较道路断面由于轮胎的弹性作用，轮胎的位移曲线较
35、道路断面轮廓要圆滑平整，其路径长度比道路实际长度要大，轮廓要圆滑平整，其路径长度比道路实际长度要大，而位移曲线的波动幅值要比道路不平的幅值小，即而位移曲线的波动幅值要比道路不平的幅值小，即为轮胎的展平作用。为轮胎的展平作用。轮胎的展平能力使汽车的高频振动减少轮胎的展平能力使汽车的高频振动减少 径向刚度越小，展平能力越好径向刚度越小，展平能力越好第六章汽车的平顺性搓板路搓板路 汽车试验场搓板路强化系数的汽车试验场搓板路强化系数的研究周炜研究周炜 李文亮李文亮.公路交公路交通科技通科技-2008年年11期期搓板路上试车的最佳速度分析与研究搓板路上试车的最佳速度分析与研究 孙健美孙健美 汽车科技汽车
36、科技-1998年年3期期第六章汽车的平顺性方差方差方差的正平方根叫标准差方差的正平方根叫标准差，是随机数据分，是随机数据分析的重要参数。析的重要参数。第六章汽车的平顺性 均方值均方值2描述随机信号的强度描述随机信号的强度 均方值的正平方根称为均方值的正平方根称为均方根值均方根值，可表示，可表示为为xrms（root mean square,r.m.s.)。均值、方差和均方值的相互关系是均值、方差和均方值的相互关系是当均值为零时，方差等于均方值，标准差等当均值为零时，方差等于均方值，标准差等于均方根值于均方根值第六章汽车的平顺性平顺性的评价指标平顺性的评价指标 只考虑坐姿的人，因为对站立、斜靠或
37、者躺卧只考虑坐姿的人，因为对站立、斜靠或者躺卧姿势的人健康影响尚不清楚姿势的人健康影响尚不清楚 振动对健康的影响评估应该沿着坐标轴方向单振动对健康的影响评估应该沿着坐标轴方向单独进行独进行 （也就是没有要求相加）（也就是没有要求相加）GB/T 13441.1-2007(ISO 2631-1 1997)机械振动与冲机械振动与冲击击 人体暴露于全身振动的评价人体暴露于全身振动的评价 第一部分：一般要求第一部分：一般要求 中指出对健康的评价：中指出对健康的评价：第六章汽车的平顺性平顺性的评价指标平顺性的评价指标 考虑了坐姿、立姿、卧姿的人考虑了坐姿、立姿、卧姿的人 坐姿考虑了座椅的三个线轴向，也可以
38、包括其坐姿考虑了座椅的三个线轴向，也可以包括其它的九个轴向，轴加权系数与表它的九个轴向，轴加权系数与表6-1相同相同 立姿考查地板振动，立姿考查地板振动，xyz三个轴加权系数都是三个轴加权系数都是1 卧姿考查水平和垂直轴，轴加权系数都是卧姿考查水平和垂直轴，轴加权系数都是1GB/T 13441.1-2007(ISO 2631-1 1997)机械振动与冲机械振动与冲击击 人体暴露于全身振动的评价人体暴露于全身振动的评价 第一部分：一般要求第一部分：一般要求 中指出对舒适性的评价：中指出对舒适性的评价：具体请参看相关标准具体请参看相关标准第六章汽车的平顺性平顺性的评价指标平顺性的评价指标补充：新国
39、家标准补充：新国家标准GB/T 4970-2009 汽车平顺性试验方法（专门汽车平顺性试验方法（专门适用于汽车的），推荐如果考虑适用于汽车的），推荐如果考虑进行舒适性进行舒适性评价，则考虑座椅、评价，则考虑座椅、靠背和脚三个位置各三个轴线方向的线振动，总共九个轴向靠背和脚三个位置各三个轴线方向的线振动，总共九个轴向（不（不是是12个轴向）个轴向）：j=1,2,3，分别代表座椅、靠背和脚三个位置，分别代表座椅、靠背和脚三个位置，av称为总称为总加权加速度均方根值，或者加权加速度均方根值，或者综合振动总值综合振动总值新国家标准新国家标准GB/T 4970-2009 汽车平顺性试验方法（专门适用于汽车平顺性试验方法（专门适用于汽车的），汽车的），没有对健康进行评价的指标没有对健康进行评价的指标第六章汽车的平顺性平顺性的评价指标平顺性的评价指标补充：新国家标准补充：新国家标准GB/T 4970-2009 九个轴向加权系数为九个轴向加权系数为2022-11-18第六章汽车的平顺性
