汽車振動學(xué)基礎(chǔ)實驗指導(dǎo)書

1、交通與汽車工程學(xué)院汽車振動學(xué)基礎(chǔ)實驗指導(dǎo)書適用專業(yè): 車輛工程 課程代碼: 8800490 學(xué)時: 8 學(xué)分: 編寫單位: 汽車工程系 編 寫 人: 徐延海 審 核 人: 唐 嵐 審 批 人: 孫仁云 目 錄實驗一 單自由度系統(tǒng)響應(yīng)的計算2實驗二 二自由度系統(tǒng)響應(yīng)的計算3實驗三 多自由度系統(tǒng)特性的分析3實驗四 方波的傅立葉變換以及繪圖3實驗格式及要求4主要參考文獻4實驗一 單自由度系統(tǒng)響應(yīng)的計算一、 實驗?zāi)康?1、 掌握單自由度系統(tǒng)固有頻率的計算方法。2、 掌握單自由度系統(tǒng)在正弦激勵下響應(yīng)的計算方法。3、 掌握單自由度系統(tǒng)響應(yīng)與頻率比的關(guān)系。二、 實驗環(huán)境與工具操作系統(tǒng)：WINDOWS98/2

2、000/2003/XP 編程工具：Visual Basic 6.0 MATLAB三、 實驗內(nèi)容 m2kc0xm1如圖所示的單缸發(fā)動機，基本參數(shù)為曲柄銷處的集中質(zhì)量m1=0.907kg，活塞處的集中質(zhì)量m2=3.175kg，發(fā)動機總質(zhì)量m=226.8kg，曲軸轉(zhuǎn)速600r/min，曲柄半徑20.32cm，連桿長度60.96cm，支承彈簧剛度20100N/cm。假設(shè)激勵力幅值僅按照曲柄上的質(zhì)量m1引起。1、 計算該系統(tǒng)的固有頻率；2、 計算該系統(tǒng)響應(yīng)的振幅以及相位。（假設(shè)系統(tǒng)的阻尼比從01.0變化）四、 實驗步驟1、 簡單的界面以及代碼設(shè)計用來輸入該系統(tǒng)的一些基本參數(shù)；2、 顯示系統(tǒng)的固有頻率的大

3、??；3、 圖形顯示系統(tǒng)的振幅以及相位與頻率比的關(guān)系。五、 思考題1、 分析系統(tǒng)的振幅及相位與頻率比的關(guān)系？2、 怎樣較好的減振？實驗二 二自由度系統(tǒng)響應(yīng)的計算一、實驗?zāi)康?1、掌握二自由度系統(tǒng)固有頻率的計算方法。2、掌握二自由度系統(tǒng)時域的求解方法。二、實驗環(huán)境與工具操作系統(tǒng)：WINDOWS98/2000/2003/XP 編程工具：MATLAB三、實驗內(nèi)容kcy=4sin(2x/10)m0ykt如圖所示為汽車車身與車輪的二自由度系統(tǒng)，求其在路面正弦激勵下系統(tǒng)的響應(yīng)。質(zhì)量為490kg的小車以36km/h的水平速度在具有正弦波形y的路面上作等速直線行駛。假設(shè)懸架彈簧系數(shù)為500N/cm，阻尼為500

4、Ns/m以及車輪剛度系數(shù)為1500N/cm。1、 繪制系統(tǒng)輸入的圖形；2、 繪制系統(tǒng)響應(yīng)的圖形，包括：1）車身的響應(yīng)；2）車輪的響應(yīng)；3、 繪制車輪與車身相對位移或者速度等參數(shù)。四、實驗步驟1、利用MATLAB/Simulink來實現(xiàn)；2、系統(tǒng)的微分方程需要分析；3、積分以及微分等關(guān)系要明確；4、圖形的繪制。五、思考題1、 如何利用該軟件得到車身的速度響應(yīng)？2、 試說明車身與車輪相對位移大小的重要性？實驗三 多自由度系統(tǒng)特性的分析一、實驗?zāi)康?1、掌握多自由度系統(tǒng)的固有頻率的計算方法。2、掌握多自由度系統(tǒng)主振型的計算方法。二、實驗環(huán)境與工具操作系統(tǒng)：WINDOWS98/2000/2003/XP

5、 編程工具：Visual Basic 6.0 MATLAB三、實驗內(nèi)容x3x1x2m1k1k2k3m2m3如圖所示的三自由度系統(tǒng)，m1=2，m2=1.5，m3=1，k1=5，k2=3，k3=1，試計算1、系統(tǒng)的固有頻率；2、系統(tǒng)自由振動各階主振型。四、實驗步驟1、簡單的界面以及代碼設(shè)計用來輸入系統(tǒng)的相關(guān)參數(shù)；2、系統(tǒng)微分方程的建立；3、多自由度固有頻率的計算；4、主振型的計算；5、各階主振型圖形的繪制五、思考題1、 如何計算多自由度系統(tǒng)的固有頻率？2、 如何計算多自由度系統(tǒng)各階主振型實驗四 方波的傅立葉變換以及繪圖一、 實驗?zāi)康?1. 掌握傅立葉變換的過程及意義。 2掌握傅立葉變換與傅立葉逆變

6、換的關(guān)系。3、掌握傅立葉逆變換與原函數(shù)之間的關(guān)系。二、 實驗環(huán)境與工具操作系統(tǒng)：WINDOWS98/2000/2003/XP 編程工具：Visual Basic 6.0 MATLAB三、 實驗內(nèi)容利用相關(guān)的編程語言來編寫一個程序?qū)崿F(xiàn)相關(guān)的要求。要求打印出問題的結(jié)果或者圖像。進行單個方波的傅立葉變換以及傅立葉積分。該單個方波的數(shù)學(xué)表達式為（1） 繪制該方波的圖形；（2） 繪制該方波的傅立葉積分圖形。四、 實驗步驟1. 簡單的界面以及代碼設(shè)計用來繪制該方波的圖形2. 函數(shù)的傅立葉變換的學(xué)習(xí)3. 在計算機中積分的實現(xiàn)（利用將整個積分范圍劃分為一些小的范圍，將這些小范圍的面積相加，即求和過程。具體需要

7、使用循環(huán)結(jié)構(gòu)）4. 進行代碼編寫實現(xiàn)該方波的傅立葉變換以及圖形顯示5. 進行代碼編寫實現(xiàn)傅立葉逆變換的圖形6. 圖形的顯示以及分析（與原函數(shù)的關(guān)系）。五、 思考題1、顯示的圖形與變換中頻率取值的關(guān)系？2、說明傅立葉逆變換與原函數(shù)之間的關(guān)系？ 實驗報告格式及要求一、按照實驗項目逐一的進行實驗報告的撰寫；二、提交的實驗報告包括汽車振動學(xué)基礎(chǔ)實驗報告封面1頁，以及具體的西華大學(xué)實驗報告（理工類）實驗報告紙，全部手寫；三、報告的具體內(nèi)容如下：1、實驗?zāi)康?、實驗環(huán)境與工具3、實驗內(nèi)容3.1實驗方案設(shè)計與選擇（設(shè)計性、創(chuàng)新性實驗需寫該項內(nèi)容）3.2實驗原理及實驗步驟（實驗工作原理或?qū)嶒灥闹饕僮鬟^程）3.3實驗記錄（核心代碼及調(diào)試過程）注解：理工科實驗需記錄實驗過程中的數(shù)據(jù)、圖表、計算、現(xiàn)象觀察等，實驗過程中出現(xiàn)的問題；其它如在計算機上進行的編程、仿真性或模擬性實驗需記錄程序核心代碼以及程序在調(diào)式過程中出現(xiàn)的問題及解決方法；記錄程序執(zhí)行的結(jié)果。4、實驗總結(jié)4.1實驗結(jié)果分析及問題討論4.2實驗總結(jié)心得體會4.3附錄注解：實驗總結(jié)的內(nèi)容根據(jù)不同學(xué)科和類型實驗要求不一樣，一般理工科類的實驗需要