41吉林大學遠程網(wǎng)絡教育余志生汽車理論課件楊志華48講

1、第四十一講第四十一講主講教師：楊志華學時：主講教師：楊志華學時：482 本節(jié)將汽車振動系統(tǒng)簡化為單質(zhì)量的振動系統(tǒng)；分析單質(zhì)量系統(tǒng)的本節(jié)將汽車振動系統(tǒng)簡化為單質(zhì)量的振動系統(tǒng)；分析單質(zhì)量系統(tǒng)的自由振動和頻率響應特性；分析單質(zhì)量系統(tǒng)對路面隨機輸入的響應及其自由振動和頻率響應特性；分析單質(zhì)量系統(tǒng)對路面隨機輸入的響應及其響應量特性參數(shù)的計算，分析懸架系統(tǒng)固有頻率響應量特性參數(shù)的計算，分析懸架系統(tǒng)固有頻率f0和阻尼比和阻尼比對對振動響應振動響應的影響；介紹懸架系統(tǒng)固有頻率的影響；介紹懸架系統(tǒng)固有頻率f0和阻尼比和阻尼比的選擇范圍。的選擇范圍。第六章 汽車的平順性第三節(jié)汽車振動系統(tǒng)的簡化，單質(zhì)量系統(tǒng)的振動返

2、回目錄返回目錄3 當當 ，并，并忽略輪胎阻尼后，汽忽略輪胎阻尼后，汽車立體模型可簡化為車立體模型可簡化為平面模型。平面模型。 車身質(zhì)量有垂直、車身質(zhì)量有垂直、俯仰、側傾俯仰、側傾3個自由度，個自由度，4個車輪質(zhì)量有個車輪質(zhì)量有4個垂個垂直自由度，整車共直自由度，整車共7個個自由度。自由度。一、汽車振動系統(tǒng)的簡化 IyIx第三節(jié) 汽車振動系統(tǒng)的簡化，單質(zhì)量系統(tǒng)的振動七自由度立體模型七自由度立體模型4四自由度平面模型四自由度平面模型四個自由度：四個自由度：前輪的垂直運動前輪的垂直運動后輪的垂直運動后輪的垂直運動車身質(zhì)心的垂直運動車身質(zhì)心的垂直運動車身繞質(zhì)心的俯仰運動車身繞質(zhì)心的俯仰運動對于車身部分

3、，可以把對于車身部分，可以把隨質(zhì)心的平動和繞質(zhì)心隨質(zhì)心的平動和繞質(zhì)心的轉動，簡化為前軸上的轉動，簡化為前軸上方車身的垂直運動和后方車身的垂直運動和后軸上方車身的垂直運動軸上方車身的垂直運動。即，將車身部分的連續(xù)質(zhì)量等效為質(zhì)心處、前軸上方和后即，將車身部分的連續(xù)質(zhì)量等效為質(zhì)心處、前軸上方和后軸上方三個質(zhì)點。軸上方三個質(zhì)點。52c2r2f2mmmm0r2f2bmam2r22f222bmammIyy 1）總質(zhì)量保持不變）總質(zhì)量保持不變 2）質(zhì)心位置不變）質(zhì)心位置不變 3）轉動慣量保持不變）轉動慣量保持不變abmmbLmmaLmmyyy222c222r222f1第三節(jié) 汽車振動系統(tǒng)的簡化，單質(zhì)量系統(tǒng)的

4、振動簡化前后應滿足以下三個條件簡化前后應滿足以下三個條件解得解得令令 懸掛質(zhì)量分配系數(shù)。懸掛質(zhì)量分配系數(shù)。aby2602c222r222fmbLmmaLmmyy 對于大部分汽車，對于大部分汽車， = 0.81.2，即接，即接近近1。當。當 = 1時時第三節(jié) 汽車振動系統(tǒng)的簡化，單質(zhì)量系統(tǒng)的振動即，車身質(zhì)心處的聯(lián)系質(zhì)量為零。即，車身質(zhì)心處的聯(lián)系質(zhì)量為零。7 同時，同時，在在 =1 的情況下，前、后的情況下，前、后軸上方車身部分的軸上方車身部分的集中質(zhì)量集中質(zhì)量m2f 、 m2r在垂直方向的運動在垂直方向的運動是相互獨立的。是相互獨立的。 于是，于是，雙軸汽雙軸汽車的前軸或后軸可車的前軸或后軸可以

5、簡化為以簡化為車身、車車身、車輪兩個自由度輪兩個自由度振動振動系統(tǒng)模型。系統(tǒng)模型。第三節(jié) 汽車振動系統(tǒng)的簡化，單質(zhì)量系統(tǒng)的振動8 車輪部分的固有車輪部分的固有頻率為頻率為1015Hz，如如果激振頻率遠離車輪果激振頻率遠離車輪固有頻率（即固有頻率（即5Hz以以下），輪胎的動變形下），輪胎的動變形很小，可忽略車輪質(zhì)很小，可忽略車輪質(zhì)量和輪胎的彈性，從量和輪胎的彈性，從而得到而得到車身單質(zhì)車身單質(zhì)量系統(tǒng)模型量系統(tǒng)模型。第三節(jié) 汽車振動系統(tǒng)的簡化，單質(zhì)量系統(tǒng)的振動9二、單質(zhì)量系統(tǒng)的自由振動02qzKqzCzm 22mCn 令220mK0220zznz KmCn2020 0振動系統(tǒng)固有圓頻率；振動系統(tǒng)固

6、有圓頻率；阻尼比。阻尼比。第三節(jié) 汽車振動系統(tǒng)的簡化，單質(zhì)量系統(tǒng)的振動對車身質(zhì)量運用牛頓第二定律，得微對車身質(zhì)量運用牛頓第二定律，得微分方程：分方程：10齊次微分方程的解為齊次微分方程的解為tnAznt220sine第三節(jié) 汽車振動系統(tǒng)的簡化，單質(zhì)量系統(tǒng)的振動 有阻尼自由有阻尼自由振動時，質(zhì)量振動時，質(zhì)量m2以有阻尼固有頻以有阻尼固有頻率率220rn振動，振幅按振動，振幅按ent衰減。衰減。11 增大，增大，r r下降。當下降。當=1時，運動失去振蕩特征。時，運動失去振蕩特征。 汽車懸架系統(tǒng)阻尼比汽車懸架系統(tǒng)阻尼比大約為大約為0.25，r比比0只下降只下降了了3%左右，左右， 。1）與有阻尼固有頻率與有阻尼固有頻率r r有關有關220rn2010r20mK200212mKf第三節(jié) 汽車振動系統(tǒng)的簡化，單質(zhì)量系統(tǒng)的振動阻尼比阻尼比對衰減振動的影響對衰減振動的影響固有頻率固有頻率122）決定振幅的衰減程度決定振幅的衰減程度21AAd 111eeTtnntAA1enT212e212lndd22ln411/阻尼比阻尼比對衰減振動的影響對衰減振動的影響兩個相鄰的振幅兩個相鄰的振幅A1與與A2之比稱為減振系數(shù)之比稱為減振系數(shù)d由實測的衰減振動曲線得到由實測的衰減