第 一 節(jié) 人 體 對(duì) 振 動(dòng) 的 反 應(yīng) 和 平 順 性 的 評(píng) 價(jià)第 二 節(jié) 路 面 不 平 度 的 二 評(píng) 價(jià) 方 法 統(tǒng) 計(jì) 特 性第 三 節(jié) 汽 車 振 動(dòng) 系 統(tǒng) 的 簡(jiǎn) 化 ， 單 質(zhì) 量 系 統(tǒng) 的 振 動(dòng) 振 動(dòng) ： 路 面 不 平 等 原 因 引 起 汽 車 振 動(dòng) ， 它 影 響 舒 適 性 和 身 體 健 康 。保 持 振 動(dòng) 環(huán) 境 的 舒 適 性 ， 才 能 保 持 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 汽 車 ” 系 統(tǒng)的 操 縱 穩(wěn) 定 性 以 及 行 駛 安 全 性 。 平 順 性 ： 保 持 汽 車 行 駛 過 程 中 乘 員 所 處 的振 動(dòng) 環(huán) 境 具 有 一 定 舒 適 度 的 性 能 ， 并 保 持貨 物 的 完 好 無 損 。評(píng) 價(jià) 方 法 ： 根 據(jù) 乘 員 舒 適 程 度 評(píng) 價(jià) 輸 入 ： 路 面 不 平 度 、 車 速 。振 動(dòng) 系 統(tǒng) ： 彈 性 元 件 、 阻 尼 元 件 、 車 身 、車 輪 質(zhì) 量 。輸 出 ： 車 身 傳 至 人 體 加 速 度 、 懸 架 彈簧 動(dòng) 動(dòng) 撓 度 、 車 輪 于 路 面 之 間的 動(dòng) 載 荷 。評(píng) 價(jià) 指 標(biāo) ： 加 權(quán) 加 速 度 均 方 根 值 、 撞 擊 懸架 限 位 概 率 、 行 駛 安 全 性 。汽 車 振 動(dòng) 系 統(tǒng) 及 其 評(píng) 價(jià) 指 標(biāo) 第 一 節(jié) 人 體 對(duì) 振 動(dòng) 的 反 應(yīng) 和 平 順 性 的 評(píng) 價(jià) 第 一 節(jié) 人 體 對(duì) 振 動(dòng) 的 反 應(yīng) 和 平 順 性 的 評(píng) 價(jià)一 人 體 對(duì) 振 動(dòng) 的 反 應(yīng) 人 體 坐 姿 受 振 模 型 ： 座 椅 支 承 面 處 輸 入 點(diǎn) 3個(gè)方 向 的 線 振 動(dòng) ， 及 該 點(diǎn) 3個(gè) 方 向 的 角 振 動(dòng) ， 座 椅靠 背 和 腳 支 承 面 兩 個(gè) 輸 入 點(diǎn) 個(gè) 3個(gè) 方 向 的 線 振 動(dòng) 。 1.人 體 對(duì) 振 動(dòng) 的 響 應(yīng) 人 體 對(duì) 振 動(dòng) 的 響 應(yīng) 取 決 于 ： 頻 率 與 強(qiáng) 度 ； 作 用 方 向 ； 暴 露 時(shí) 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(duì) 于 汽 車 的振 動(dòng) 環(huán) 境 ， 8Hz以 下 振 動(dòng) 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(dòng) 強(qiáng) 度 大 小 和 暴 露 時(shí) 間 長(zhǎng) 短 綜 合 作 用 的 結(jié) 果 。 平 順 性 主 要 靠 主 觀 感 覺 判 斷 。 國(guó) 際 標(biāo) 準(zhǔn) ISO 2631， 以 短 時(shí) 間簡(jiǎn) 諧 振 動(dòng) 的 實(shí) 驗(yàn) 結(jié) 果 為 基 礎(chǔ) 。ISO 2631用 加 速 度 均 方 根 值 給 出 了 1 80Hz振 動(dòng) 頻 率 范 圍 內(nèi) 人 體對(duì) 振 動(dòng) 反 應(yīng) 的 三 個(gè) 不 同 界 限 。 rms 加 速 度 均 方 根 值 暴 露 界 限 ： 當(dāng) 人 體 承 受 的 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(dòng) 量 的 上 限 。 疲 勞 降 低 工 作 效 率 界 限 ： 當(dāng) 人 承 受 的 振動(dòng) 強(qiáng) 度 在 此 界 限 內(nèi) 時(shí) ， 能 準(zhǔn) 確 靈 敏 地 反 應(yīng) ，正 常 地 進(jìn) 行 駕 駛 。 它 與 保 持 人 的有 關(guān) 。 舒 適 降 低 界 限 ： 在 此 界 限 之 內(nèi) ， 人 體 對(duì) 所暴 露 的 振 動(dòng) 環(huán) 境 ， 能 順 利 地完 成 吃 、 讀 、 寫 等 動(dòng) 作 。 它 與 保 持 人 的 舒適 有 關(guān) 。 等 時(shí) 間 曲 線rmsrms t c tc fcfc 三 個(gè) 界 限 曲 線 相 似暴 露 界 限 是 疲 勞 降 低工 作 效 率 界 限 的 2倍（ 6dB）舒 適 降 低 界 限 是 疲 勞降 低 工 作 效 率 界 限 的1/3.15倍 （ 10dB）X軸 和 Y軸 是 對(duì) 數(shù)具 有 “ 放 大 或 縮 小 ”的 作 用 。 垂 直 方 向水 平 方 向1min ,.110lg10lg,110lg10lg ,110lg10lg,110lg10lg 110lg10lg,110lg10lg: 2312 0110 1232 例 如 坐 標(biāo) 軸 上同 數(shù) 壓 縮 或 放 大 至 一 個(gè) 大 數(shù) 量 級(jí) 的 不可 以 把 變 化 范 圍 相 差 很位 刻 度 來 表 示 。 個(gè) 單用這 樣 就 可 以 把 61000001.0采 用 對(duì) 數(shù) 坐 標(biāo) 的 優(yōu) 點(diǎn) dBxxL dBxxL xxxxLxxx 10966211.915.31lg20lg10 60206.62lg20lg10 lg20lg10 202202 0202 工 效 降 低 界 限 之 比舒 適 降 低 界 限 與 疲 勞 降 低 界 限 之 比暴 露 極 限 與 疲 勞 工 效 二 評(píng) 價(jià) 方 法（ 二 ） 客 觀 評(píng) 價(jià) 方 法 1） 1/3倍 頻 帶 分 別 評(píng) 價(jià) 法 ：對(duì) 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 譜 。 （ 一 ） 主 觀 評(píng) 價(jià) 方 法1/3倍 頻 法 認(rèn) 為 :同 時(shí) 有 許 多 個(gè) 1/3倍 頻 帶 都 有 能 量 作 用 于人 體 時(shí) ， 各 個(gè) 頻 帶 振 動(dòng) 作 用 無 明 顯 聯(lián) 系 ， 對(duì) 人 體 產(chǎn) 生 的影 響 主 要 是 人 體 感 覺 振 動(dòng) 強(qiáng) 度 最 大 的 一 個(gè) 1/3倍 頻 帶 所造 成 的 。 2） 總 的 加 速 度 加 權(quán) 均 方 根 值 評(píng) 價(jià) 法 3） 加 速 度 加 權(quán) 均 方 根 值 和 等 效 均 值 綜 合 評(píng) 價(jià)法 一 、 路 面 不 平 度 的 功 率 譜 密 度 （ 1） 不 平 度 函 數(shù) ： 路 面 相 對(duì) 基 準(zhǔn) 平 面 的 高 度 q，沿 道 路 走 向 長(zhǎng) 度 I的 變 化 q（ I） ， 稱 為 路 面 縱 斷 面曲 線 或 不 平 度 函 數(shù) （ 2） 路 面 功 率 譜 密 度 : wqq nnnGnG )()( 00式 中 :n空 間 頻 率 m-1,表 示 每 米 長(zhǎng) 度 中 包 括 幾 個(gè) 波 長(zhǎng) n 0參 考 空 間 頻 率 10 1.0 mn 圖 64 參 考 空 間 頻 率 n下 的 路 面 功 率 譜 度 值 ， 稱 為 路 面 不 平度 系 數(shù) )(nG q )( 312 mmm W頻 率 指 數(shù) ， 決 定 路 面 功 率 頻 譜 密 度 的 頻 率 結(jié) 構(gòu) ， 通 常 取 2 3） 路 面 不 平 度 的 分 級(jí) ：表 63 圖 65按 路 面 功 率 譜 密 度 把 路 面 按 不 平 度 分 為 8級(jí)還 可 用 不 平 度 函 數(shù) 對(duì) 縱 向 長(zhǎng) 度 的 一 階 導(dǎo) 數(shù) 和 二 階 導(dǎo)數(shù) ， 即 速 度 功 率 譜 密 度 和 加 速 度 功 率 譜 密 度 來 補(bǔ) 充描 述 路 面 不 平 度 的 統(tǒng) 計(jì) 特 性 。 )()2()( )()2()( 42 nGnnG nGnnG qq qq 二 空 間 頻 率 功 率 譜 密 度 化 為 時(shí) 間 頻 率 功 率 頻 譜 密 度 )(nGq)(fGq考 慮 車 速 u的 影 響 )()( fGnG qq 汽 車 以 一 定 車 速 u駛 過 空 間 頻 率 n的 路 面 平度 時(shí) 輸 入 的 時(shí) 間 頻 率 f=un圖 66 時(shí) 間 頻 率 帶 寬 nuf 即 ： 當(dāng) n或 一 定 時(shí) ， 時(shí) 間 頻 率 f與 帶 寬 隨 成 正 比 變 化 功 率 譜 密 度 是 單 位 頻 帶 內(nèi) 的 “ 功 率 ” （ 均方 值 ） ， 因 此 空 間 頻 率 功 率 譜 密 度 為 nnG nqnq 20lim)( 式 中 ， 路 面 功 率 譜 密 度 頻 帶 內(nèi) 包 含 的 “ 功 率 ” 。 2 nq 在 某 一 車 速 u下 ， 與 空 間 頻 帶 相 應(yīng) 時(shí) 間 頻 帶 內(nèi)所 包 含 的 不 平 度 垂 直 位 移 q的 譜 量 成 同 其 “ 功 率 ” 仍為 ,因 此 換 算 的 時(shí) 間 頻 譜 密 度 可 表 示 為 : fn2 nq ffG nqfq 20lim)( )(1)( nGufG qq 圖 67 wqq nnnGnG )()( 00 unf 2200200 )()(1)( funnGnnnGufG qqq 度 為時(shí) 間 頻 率 路 面 功 率 譜 密 220044 20022 )(16)(2)( )(4)(2)( ufnnGfGffG unnGfGffG qqq qqq ）（加 速 度 功 率 譜 密 度 為）（速 度 功 率 譜 密 度 為 dttqdtq dttdqtq /)()( /)()( 2 速 度 和 加 速 度 為時(shí) 間 頻 率 的 不 平 度 垂 直 圖 68 三 路 面 對(duì) 四 輪 汽 車 的 輸 入 功 率 譜 密 度 x(I),y(I)表 示 左 、 右兩 個(gè) 輪 跡 的 不 平 度 ， I表示 路 面 長(zhǎng) 度 坐 標(biāo) 。 x(I),y(I)的 自 譜 、 互 譜 分 別 為 . . 和 )(nG xx )(nGyy )(nGxy )(nGyx 圖 69 )(nG ik )()(1lim)( * nFnFTnG kiTik 兩 個(gè) 前 輪 遇 到 的 不 平 度 : 兩 個(gè) 后 輪 遇 到 的 不 平 度 （ 由 于 存 在 滯 后 距離 L） ： ),()(1 IxIq )()(3 IyIq 譜 量 ,)(2 LIxIq LIyIq )(4 的 分 析 區(qū) 間 。為 長(zhǎng) 度共 軛 復(fù) 數(shù) ；、為、 的 傅 立 葉 變 換、為、 ITnFnFnFnF nqnqnFnF kiki kiki )()()()( )()()()( * 四 個(gè) 車 輪 不 平 度 函 數(shù) 的 傅 里 葉 變 化 為 nXIxFIqFnF )()()( 11 nljenXLIxFIqFnF 222 )()()()( )()()()( 33 nYIyFIqFnF nljenYLIyFIqFnF 244 )()()()( 。、的 傅 立 葉 變 換 ， 記 為、為、式 中 ， )()()()()( IyFIxFIyIxnYnX 將 四 個(gè) 車 輪 不 平 度 函 數(shù) 的 傅 里 葉 變 化 代 入 譜 量 計(jì)算 公 式 ， 算 出 各 譜 量 和 .的 關(guān) 系 ： )()()( )()()( )()()( )()()( )()()( )()()( )()()( )()()( *2442 *3113 2*2332 2*4114 2*4334 2*2112 4433 2211 nGnGnG nGnGnG enGnGnG enGnGnG enGnGnG enGnGnG nGnGnG nGnGnG yxxy nljyx nljxy nljyy nljxxyyxx )(nGxx )(nGyy )(nGxy )(nGyx )(nGik 兩 個(gè) 輪 跡 間 不 平 度 的 統(tǒng) 計(jì) 特 性 ， 用 他 們 之 間 的互 功 率 譜 密 度 函 數(shù) 或 相 干 函 數(shù) 來 描 述 ： 的 相 位 譜 。、為的 互 振 幅 譜 ；、為左 右 輪 跡 間 的 互 譜 為 ： )()()()()()( )()( )( IyIxnIyIxnG enGnG xyxy njxyxy xy 互 振 幅 譜 表 示 兩 個(gè) 輪 跡 中 頻 率 為 n的 分 量 線 性相 關(guān) （ 幅 值 成 比 例 ， 相 位 一 致 的 程 度 。相 位 譜 可 近 似 的 看 作 兩 個(gè) 輪 跡 中 頻 率 為 n 的 分量 之 間 平 均 的 相 位 差 。 )()( )()( 22 nGnG nGncoh yyxx xyxy 為 ：左 右 輪 跡 間 的 相 干 函 數(shù)相 干 函 數(shù) 在 頻 域 內(nèi) 描 述 了 兩 個(gè) 輪 跡 中 頻 率 為 n的 分 量 之 間 線 性 相 關(guān) 的 程 度 。和 相 位 差 是 隨 機(jī) 變 化 的 的 分 量 之 間 幅 值 比兩 個(gè) 輪 跡 中 頻 率 為全 線 性 相 關(guān) ；和 相 位 差 保 持 不 變 ， 完 的 分 量 之 間 幅 值 比兩 個(gè) 輪 跡 中 頻 率 為 n,0)( n,1)( 22 ncoh ncohxyxy 一 車 振 動(dòng) 的 簡(jiǎn) 化 （ 1） 四 輪 汽 車 簡(jiǎn) 化 的 立 體 模 型 把 汽 車 車 身 質(zhì) 量 看 作 剛 體 的 立 體 模 型 汽 車 的 懸 掛 質(zhì) 量2m 的 轉(zhuǎn) 動(dòng) 慣 量軸該 質(zhì) 量 繞 通 過 質(zhì) 心 的 橫 yIy 掛 質(zhì) 量車 輪 ， 車 軸 構(gòu) 成 的 非 懸1m（ 2） 雙 軸 汽 車 簡(jiǎn) 化 的 平 面 模 型 ： 圖 6-11圖 6-12 忽 略 輪 胎 阻 尼把 車 身 分 解 為 前 軸 上 .后 軸 上 及 質(zhì) 心 C上 的三 個(gè) 集 中 質(zhì) 量 及.2 fm rm2 cm2a） 總 質(zhì) 量 保 持 不 變 b） 質(zhì) 心 位 置 不 變 c） 轉(zhuǎn) 動(dòng) 慣 量 的 值 保 持 不 變 2222 mmmm crf 0 22 bmam rf 222222 bmammI rfyy yI 由 上 得 出 三 個(gè) 集 中 質(zhì) 量 分 別 為 ： )1( 222 222 222 abmm aLmm aLmm yc yr yf 雙 質(zhì) 量 系 統(tǒng)可 。前 后 軸 的 雙 質(zhì) 量 振 動(dòng) 即 別 研 究是 互 相 獨(dú) 立 的 ， 即 僅 分的 垂 直 方 向 運(yùn) 動(dòng)和此 時(shí) 時(shí) ， 聯(lián) 系 質(zhì) 量懸 掛 質(zhì) 量 分 配 系 數(shù) ：rf c ymm m ab22 2 201 2自 由 度 ： 1個(gè) 車 輪 、 Z 二 單 質(zhì) 量 系 統(tǒng) 的 自 由 振 動(dòng) 1.車 身 振 動(dòng) 的 單質(zhì) 量 系 統(tǒng) 模 型 ：系 統(tǒng) 運(yùn) 動(dòng) 的 微 分 方 程 ： 0)()(2 qzKqzCzm 22 mCn 令 220 mKw 則 齊 次 方 程 為 ： 02 20 zwznz 圖 613 平 衡 點(diǎn)zK Cm2 q 阻 尼 運(yùn) 動(dòng) 的 影 響 取 決 于 n和 的 比 值 ， 稱 為 阻 尼 比 0w KmCwn 20 2該 微 分 方 程 的 解 為 )sin( 220 atnwAez nt 圖 614 左 右 ， 屬 于 小 阻 尼 。通 常 在汽 車 懸 架 系 統(tǒng) 的 阻 尼 25.0 2 阻 尼 比 對(duì) 衰 減 振 動(dòng) 的 影 響 （ 1） 與 阻 尼 固 有 頻 率 有 關(guān) 20220 1 nr增 大 ， 下 降當(dāng) 運(yùn) 動(dòng) 失 去 振 蕩 性 r 01 r 時(shí) 工 程 上 可 以 近 似 認(rèn) 為 則 ，0 r車 身 部 分 振 動(dòng) 的 固 有 圓 頻 率 20 mK固 有 頻 率 200 212 mKf （ 2） 決 定 振 幅 的 衰 減 程 度 減 幅 系 數(shù) ： 21 11 12)(21 eeAeAeAAd nTTtn nt取 自 然 對(duì) 數(shù) 212ln nd 三 單 質(zhì) 量 系 統(tǒng) 的 頻 率 響 應(yīng) 特 性 1.系 統(tǒng) 的 頻 率 響 應(yīng) 函 數(shù) )( )()( QZqzjH qz )(00 )()( 12 jqzjqz ejHeqzjH ） 幅 頻 特 性 ： 00 qzjH qz 相 頻 特 性 ： 12 zzqjqzjzqqzz 2, 令得 復(fù) 數(shù) 方 程 ： kjCqkjCmz 2 2并 由 此 得 頻 響 函 數(shù) jCkm jCKqzjH qz 2 2 將 代 入 上 式 ， 得 20 2, KmCww jjjH qz 21 21 2 幅 頻 特 性 為 ： 21222 2 21 21 qzjH 2 作 幅 頻 特 性 圖用 雙 對(duì) 數(shù) 坐 標(biāo) 畫 幅 頻 特 性 圖 (1) 低 頻 段 漸 進(jìn) 線 0lg,11 qzqz時(shí) ，當(dāng) 漸 進(jìn) 線 為 一 水 平 線 ， 漸 進(jìn) 線 頻率 指 數(shù) 等 于 0 圖 615 (2) 高 頻 段 漸 進(jìn) 線時(shí)當(dāng) 1a.,漸 進(jìn) 線的 斜 率 為 -2： 1。 “ 頻 率 指 數(shù) ” 等 于 -2。 b. ,漸 進(jìn) 線 “ 頻 數(shù) 指 數(shù) ” 等 于 -1， 斜 率為 -1： 1。 lglg,115.0 22 2 qzqz時(shí) ， lg2lg,10 2 qzqz時(shí) ， 3 幅 頻 特 性 （ 1） 低 頻 段 。 在 這 一 頻段 ， 略 大 于 1， 不 呈 現(xiàn) 明 顯 的 動(dòng) 態(tài) 特性 ， 阻 尼 比 對(duì) 這 一 頻 段 的 影 響 不 大 。 75.00 qz（ 2） 共 振 段 。 在 這 一 頻段 ， 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 。 275.0 qz （ 3） 高 頻 段 。 在 時(shí)對(duì) 輸 入 位 移 起 衰 減 作 用 ， 阻 尼 比 減 小 對(duì) 減 振 有 利 。 2 2 ,12,1 qzqz 時(shí) ，無 關(guān) ； 在與 四 單 質(zhì) 量 系 統(tǒng) 對(duì) 路 面 隨 機(jī) 輸 入 的 響 應(yīng) （ 一 ） 用 隨 機(jī) 振 動(dòng) 理 論 分 析 汽 車 平 順 性1.平 順 性 分 析 的 振 動(dòng) 響 應(yīng) 量 主 要 指 標(biāo) ： 車 身 加 速 度 懸 架 彈 簧 的 動(dòng) 撓 度 Zf d 限 位 行 程 f d進(jìn) 行 平 順 性 分 析 時(shí) ， 要 在 路 面 隨 機(jī)輸 入 下 對(duì) 這 三 個(gè) 振 動(dòng) 響 應(yīng) 量 進(jìn) 行 統(tǒng)計(jì) 計(jì) 算 ， 從 而 綜 合 評(píng) 價(jià) 和 選 擇 懸 掛系 統(tǒng) 的 設(shè) 計(jì) 參 數(shù) 。 2.振 動(dòng) 響 應(yīng) 量 的 功 率 譜 密 度 與 均 方 根 值 汽 車 振 動(dòng) 系 統(tǒng) 近 似 為 線 性 系 統(tǒng) ， 路 面 只經(jīng) 過 一 個(gè) 車 輪 對(duì) 系 統(tǒng) 輸 入 ， 則 ffHf GG qqxx 2 取 正 ， 負(fù) 的 概 率 相 同 ， 其均 值 近 似 為 零 ， 則 方 差 等 于 均 方 值 。 dd Ffz , fqqxfx dfGfHdfG 2002 3 概 率 分 布 與 標(biāo) 準(zhǔn) 差 的 關(guān) 系 ： 以 平 順 性 三 個(gè) 響 應(yīng) 量 標(biāo) 準(zhǔn) 差 的 要 求 為 例進(jìn) 行 討 論 (1)要 求 超 過 1g的 概 率 P=1%， 求 車 身加 速 度 的 標(biāo) 準(zhǔn) 差 z z zzP 58.2%158.2 ， 此 時(shí) 界 限 值時(shí) ， 概 率 %1139.0 Pgzgz 的 概 率超 過是 ， 可 以 使 即 表 64 df,3cmfd df df fddd ffP 3%3.03 0 ， 此 時(shí) 界 限 值時(shí) ， 即 在 的 情 況 下 限 位 行 程 可 使 撞 擊 限 位 的 概 率 為 0.3% cmcmf d 933 cmfd 3 cmfd 9 (2)某 一 汽 車 懸 架 彈 簧 動(dòng) 撓 度 的 標(biāo) 準(zhǔn) 差 現(xiàn) 要 求 動(dòng) 撓 度 超 過 限 位 行程 ,即 撞 擊 限 位 的 概 率 P=0.3%， 求 由 于 Fd向 上 的 概 率 占 一半 ， 故 車 輪 跳 離 地 面 的 概 率 為 0.15%。 FdG 3 ,31GFd %3.03 P時(shí) ，（ 3） ， 此 時(shí) 相 對(duì) 動(dòng) 載 的 均 方 根值 現(xiàn) 求 相 應(yīng) 車 輪 跳 離 地 面 的概 率 （ 二 ） 車 身 加 速 度 功 率 譜 密 度 的 計(jì) 算 分析 ZG qzz GjHG 2 輸 入 與 輸 出 均 方 根 值 譜 之 間 的 關(guān) 系 如 下 wGjwH wGjwH wGjwHwG qqz qqz qqzz 圖 616圖 617 車 輪 與 地 面 件 相 對(duì) 動(dòng) 載 幅 頻 特性 分 于 單 質(zhì) 量 系 統(tǒng) ， 車 輪 與 路 面 間 的動(dòng) 載 Fd有 車 身 m2的 慣 性 動(dòng) 量 確 定 即 （ 三 ） 相 對(duì) 動(dòng) 載 :Fd與 車 輪 作 用 與 路 面 的 靜載 G之 比 值 . qGFd 對(duì) zmF d 2 gZGFd （ 四 ） 懸 架 彈 簧 動(dòng) 撓 度 的 頻 幅 特 性 的 分 析 : 懸 架 動(dòng) 撓 度 的 復(fù) 振 幅 因 此 的 頻 率 響 應(yīng) 函 數(shù) 為 qzfd qf d 對(duì) 1 qzq qzqfd jqfd 21 2 2 圖 618 振 幅 特 性對(duì) qfd 21222 4 21 qf d振 幅 特 性 圖 圖 6-19 (1)低 頻 段 ,時(shí) ,動(dòng) 撓 度 大 致 按 斜 率 +2:1關(guān) 系 隨 頻 率 變 化 .1 2qf d(2)高 頻 段 ,此 時(shí) 車 身 位 移 彈 簧 變 形 與 路 面 輸 入 趨 于 相 等 11 qfd時(shí) ，fd對(duì) 的 振 幅 特 性 q 02 10 wqf wwd 圖 620 由 圖 可 知 ,隨 固 有 頻 率 w0下 降 ,在共 振 與 低 頻 段 均 與 w0成 反 比 而 提 高 . qf d共 振 時(shí) 02 10 wqf wwd （ 五 ） 懸 架 系 統(tǒng) 固 有 頻 率 f0與 阻 尼 比 的 選 擇 : 降 低 固 有 頻 率 f0可 以 明 顯 減 小 車 身 加速 度 ,這 是 改 善 平 順 性 的 的 一 個(gè) 基 本措 施 .但 隨 著 f0降 低 ,動(dòng) 撓 度 fd增 大 ,fd也就 必 須 與 固 有 頻 率 f0成 正 比 相 應(yīng) 增 大 .而 限 位 行 程 f d受 結(jié) 構(gòu) 布 置 限 制 不 能太 大 ,所 以 降 低 f0是 有 限 度 的 .表 65 一 .運(yùn) 動(dòng) 方 程 與 振 型 分 析 : 0121222 zzKzzCzm 011212111 pzKzzKzzCzm運(yùn) 動(dòng) 方 程 無 阻 尼 自 由 振 動(dòng) 時(shí) ,運(yùn) 動(dòng) 方 程 變 為 0 1222 zzKzm 0112111 zKzzKzm 圖 621 m2與 m1的 振 動(dòng) 是 相 互 耦 合 的 .若 m1不 動(dòng) ,則 0222 Kzzm 20 mkw 若 m2不 動(dòng) ,則 0121 ZKKzm t 10 mKKw t 在 無 阻 尼 自 由 振 動(dòng) 時(shí) ,設(shè) 兩 個(gè) 質(zhì) 量 以 同的 圓 頻 率 w和 相 角 作 簡(jiǎn) 諧 振 動(dòng) ,振 幅 為 z10,z20則 其 解 為 wtjezz 101 wtjezz 202將 上 面 的 兩 個(gè) 解 代 入 微 分 方 程 組 得 0 102202220 zmKzmKwz 0101201210 zmKKzmKwz t 將 代 入 ,則 12220 , mKKwmKw tt 0102020220 zwzww 0 10221201 zwwzmK 此 方 程 組 有 非 零 解 的 條 件 是 z10和 z20的 系 數(shù)行 列 式 為 零 ,即 022 20220 wwmK www t 0 120220220214 mKwwwwwww t其 根 為 21220220222.1 4121 mmKKwwwww ttt 圖 622 圖 23 二 雙 質(zhì) 量 系 統(tǒng) 的 傳 遞 特 性 1.雙 質(zhì) 量 系 統(tǒng) 的 頻 率 響 應(yīng) 函 數(shù) KjwCzKjwCmwz 1222 tt qKKjwCzKKjwCmwz 2121 tKKjwCmwAKjwCmwAKjwCA 1232221 ,設(shè) 得 z2z1的 頻 率 響 應(yīng) 函 數(shù) 212212 AAjwCKmw KjwCzz z1q的 頻 率 響 應(yīng) 函 數(shù) NKAAAA KAqz tt 22123 21 式 中 2123 AAAN 幅 頻 特 性 2122221 41 rqz式 中 其 中 ， r=Kt/K為 剛 度 比 ； u=m2/m1為 質(zhì) 量 比 。 220 2022202011 41111 wwur wwwwurww 圖 624 1.車 身 與 車 輪 雙 質(zhì) 量 系 統(tǒng) 的 傳 遞 特 性 車 身 位 移 z2對(duì) 路 面 位 移 q的 頻 率 響 應(yīng) 函 數(shù) 為 NKANA KAAqz zzqz tt 12 211 122 z2q的 幅 頻 特 性 的 兩 個(gè) 環(huán) 節(jié) 幅 頻特 性 相 乘 qz2 2122212222 212222 221122 4141 41 41 rrqzzzqz 圖 625 三 車 身 加 速 度 ， 懸 架 彈 簧 動(dòng) 撓 度 和 車 輪 相 對(duì) 動(dòng) 載 的 幅 頻 特 性 (一 ） 車 身 加 速 度 的 幅 頻 特 性 qz對(duì) qzwqzjwH qz 22 212241 wrqz 01 121 frumKKf tt rumKKc tt 12 1（ 二 ） 相 對(duì) 動(dòng) 載 的 幅 頻 特 性 qGF d 對(duì),車 輪 動(dòng) 載 車 輪 靜 載 qzKF td 1 gmgmmG 1112 Fd/G對(duì) q的 頻 率 響 應(yīng) 函 數(shù) gm Kq qzGqFjwH tdgGFd 111 gm KNKAGqF ttd 11 12 幅 頻 特 性 212222 411 grwqGFd圖 627 （ 三 ） 懸 架 動(dòng) 撓 度 的 幅 頻 特 性 qfd對(duì) 的 頻 率 響 應(yīng) 函 數(shù) 為 qfd對(duì) qzqzq zzqfjwH df qd 1212 N AAKNKANKAqf tttd 2121 幅 頻 特 性 212 1 wrqfd 在 某 一 空 間 頻 率 n下 ， 空 間 頻 率 功 率譜 密 度 所 相 應(yīng) 的 時(shí)間 頻 率 功 率 譜 密 度與 車 速 成 反 比 。不 同 速 度 下 f相應(yīng) 的 陰 影 面 積 ， 即所 包 含 的 “ 功 率 ”要 與 圖 a上 的 陰 影面 積 相 等 。 )()()( ,)( 0 fGfGfG unG qqqq