当前课程知识点：汽车理论 > 第六章：汽车的平顺性 > 知识点6.4：路面不平度的统计特性 > 路面不平度的统计特性
同学们大家好
下面进行第六章
汽车的平顺性知识点6.4
路面不平度的统计特性的讲解
路面不平度的这种统计特性
首先我们应该得到
路面的不平度函数
路面不平度函数
一般来讲
都是直接测量得到的
这个图上给出了一个
路面纵断面的曲线
一般这个I的方向
这里边图示I的方向
就是我们汽车行进的方向
或者说也就是沿着道路的
这个方向
当然这个方向就是道路宽度
这个方向
所谓的路面不平度函数
也就是沿着这个道路这个方向
你测量得到了
它的不平度
也就是随着你这个距离延伸
你的不平度到底是怎样的
因为你不可能绝对平
这个路面不平度函数
一般来讲
是采用路面相对基准平面的高度
一般高度用q来表示
比如像我们的过去
测量什么喜马拉雅山
珠穆朗玛峰的高度
它基本上就是以黄海的平面
作为零起点
以那点慢慢慢慢把它测量上来的
实际上我们这个路面不平度
实际上也是这样来测量
也是这样来测量
一般来讲
隔着十公分左右 0.1米
作为一个测量点
那就一点一点的测量
在大量测量的基础上
然后我们就可以得到
它的不平度函数
得到不平度函数
这个当然不平度函数
一般来讲我们采用水准仪
这个有时候我们也经常看到
测量用的
那也就是用一个水平仪
我这个有一个高度
你那有一个高度
这两个高度差
然后无非一点一点的在那测
然后把你的标杆
每隔十公分移一下
隔十公分移一下
然后测出来
它的不平度到底是怎么来变的
在那不平度函数
大量测量的基础上
对它做一些数据处理就会得到
道路不平度的功率谱密度函数
一般用大的G{\fs10}q{\r}（n）来表示
这个当然你做了大量的
这种道路功率谱密度
这种统计以后就会发觉
这个功率谱密度
大体上可以采用这样一个公式
把它进行拟合
这个公式的表达式
也就是说你的功率谱密度函数
它当然在这里边是空间的
一个频率的函数
在这里n
代表着空间频率
也就是说每米你振动几次
实际上是这样的一个意思
然后它有一个道路不平度
这样一个函数
叫做G{\fs10}q{\r}（n{\fs10}0{\r}）
这个也就是说
在标准的频率下
标准频率是什么
它标准频率
它实际上也就是0.1
然后每米
然后振动几次
实际上也就是相当于10米
这个波长的情况下
你的一个基准的不平度是多少
这个实际上G{\fs10}q{\r}（n{\fs10}0{\r}）
是这样的一个意思
这括弧里边
那也就是说
这上边这n
当然就是空间频率
n{\fs10}0{\r}是基准频率
基准频率它实际上
是采用的0.1数值
然后不同的道路
它很可能还有一个权函数
用W来表示
对于绝大多数的路面
这个W都是在2左右
都是在2左右
所以一般来讲
我们可以用W等于2
来这个替代
这个路面不平度
这个按照它的
刚才的这个所谓的这种分级
也就是路面不平度系数
就刚才我们这个G{\fs10}q{\r}（n{\fs10}0{\r}）
按照G{\fs10}q{\r}（n{\fs10}0{\r}）的大小
我们这个道路大体上可以分为八级
把它分成为八级
这个八级分别用
A B C D E F G H来表达
然后在最好的路面
也就是A级的路面
它的不平度
这样一个函数它是用16
它的单位是什么
是10的负6次方
10的负6次方然后
米的三次方
米的三次方
然后它所对应的频率
也就是说
10米的波段
10米波段里边
然后你想想10的负6次方米
是什么样一个概念
是微米的概念
是微米的概念
米 这个负3次方是毫米
你把毫米再负3次方
它实际上就是微米
实际上也就是说
A级路面是非常好的
这种微米
这种概念说实在金属加工
这种不平度
经常是这么来衡量的
这个时候
它的几何平均值当然3.81
然后它的分级
每差一级它要乘4
每差一级要乘4
到了H级最差的这一级
然后它的数值都已经到了26万了
26万
实际上26万
乘负的6次方
实际上也就相当于0.26米
实际上也变成0.26概念
实际上也已经很大了
相当于26公分了
这样的一个概念
这个根据路面不平度的分级
他们的道路谱
就像这个图所示的这样
当然在这里边
用的都是这种对数坐标
横坐标是空间频率
也就是每米分之几次
每米分之几次
然后这个纵坐标
就是位移功率谱密度
就是所谓的位移的功率谱密度
从10的负8次方
一直到10的负1次方
最后一直到1
这个当然A这个路段
当然是非常好的
就是说在这个黄的
阴影这个部分里面
一般来讲这个道路
都是相对来讲比较好的
它大体上覆盖了A和B的大部分
还有C的一小部分
C的一小部分
实际上也就是说
在你的这个空间频率很低的时候
也就是大波长运行的时候
它的覆盖一点好
也就是C级这个路面
当然这里边
你这个八级
具体来分
A叫做极好 B叫做很好
C叫做好 D叫做一般
E叫较差 F和G都是差
到了H就变成了极差
基本上就是这样
采用八级来分
一般我们经常还要用到
所谓的速度功率谱
和加速度功率谱密度
速度功率谱密度
无非就是对位移
功率谱密度
进行求一阶导数
那就可以得到
那加速度功率谱密度
就是再求一次导数
再求一次导数
它们的表达式
就分别是这样
位移功率谱密度
求一阶导数
那么得到速度这个功率谱密度
再求一次导数
得到加速度的功率谱密度
它只是在前边
乘上一个2πn的平方
加速度的时候
就2πn的括弧的4次方
后边还是位移的功率谱密度
当我们的
刚才这功率谱密度权函数
W取2的时候
也就是说
这个绝大部分公路
基本上都是在2附近
这样我们的速度功率谱密度
这时候会变成一个常数
会变成一个常数
因为前边有2πn的平方
由于我们的功率谱密度里边
也有2πn的平方
这样就把它消去了
它会出来一个常数
实际上等于常数意味着什么
也就是白噪声
就是在任何频率下
它都是一个常数 它不变
这个在后边计算的时候
有很大的方便性
因为你的谱是一个常数
那么我们
一般来讲都是频响函数的平方
乘以输入那么就会得到输出
你是一个常数
那当然乘起来是最方便的
所以在全函数等于2的时候
速度谱它就变成一个常数
这个使得后边的计算
变得非常方便
有关这个路面不平度
这方面的知识
就介绍到这里
-绪论
--默认
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--视频-1.1
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-知识点4.12：前、后制动器制动力比值固定的汽车在各种路面上的制动过程分析--作业
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-知识点4.13：利用附着系数与制动效率--作业
-知识点4.14：对前、后制动器制动力分配的要求
-知识点4.14：对前、后制动器制动力分配的要求--作业
-知识点4.15：汽车防抱死制动系统
--制动防抱死系统
-知识点4.15：汽车防抱死制动系统--作业
-知识点4.0：前四章知识总结
--前四章知识总结
-期中考试--期中考试
-知识点5.1：汽车操纵稳定性概述(1)研究的内容
-第五章--知识点5.1汽车操纵稳定性概述(1)研究的内容
-知识点5.2：汽车操纵稳定性概述(2)评价方法
-知识点5.3：轮胎的侧偏现象
--轮胎的侧偏现象
-第五章：汽车的操纵稳定性--知识点5.3：轮胎的侧偏现象
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-知识点5.5：车轮外倾角对轮胎侧偏特性的影响
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-知识点5.7：前轮角阶跃输入下汽车的稳态响应
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-知识点5.8：稳态响应的评价方法--作业
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-知识点5.10：瞬态响应的评价方法
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-知识点5.13：汽车的侧倾轴线
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-知识点5.14：汽车的侧倾角刚度
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-知识点5.15：汽车的侧倾角
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-知识点5.16：侧倾导致左右车轮垂直载荷重新分配及其对稳态响应的影响
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-知识点5.18：变形转向与变形外倾
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-知识点5.22：地面切向反作用力控制转向特性简介
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-知识点5.23：提高汽车操纵稳定性的电子控制系统
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-知识点5.24：汽车的侧翻
--汽车的侧翻
-知识点5.24：汽车的侧翻--作业
-知识点6.1：汽车的平顺性
--汽车的平顺性
-知识点6.1：汽车的平顺性--作业
-知识点6.2：人体对振动的反应
--人体对振动的反应
-知识点6.2：人体对振动的反应--作业
-知识点6.3：平顺性的评价方法
--平顺性的评价方法
-第六章：汽车的平顺性--知识点6.3：平顺性的评价方法
-知识点6.4：路面不平度的统计特性
-第六章：汽车的平顺性--知识点6.4：路面不平度的统计特性
-知识点6.5：空间功率谱密度化为时间功率谱密度
-第六章--知识点6.5：空间功率谱密度化为时间功率谱密度
-知识点6.6：汽车振动系统及其简化
-知识点6.6：汽车振动系统及其简化--作业
-知识点6.7：单质量系统的自由振动
-知识点6.7：单质量系统的自由振动--作业
-知识点6.8：单质量系统频率响应特性
-知识点6.8：单质量系统频率响应特性--作业
-知识点6.9：单质量系统对路面随机输入的响应概述
-第六章--6.9：单质量系统对路面随机输入的响应概述
-知识点6.10：单质量系统对路面随机输入的响应量的计算分析
-第六章-6.10：单质量系统对路面随机输入的响应量的计算分析
-知识点6.11：车身车轮双质量系统的振动
-知识点6.11：车身车轮双质量系统的振动--作业
-知识点6.12：双质量系统的频率响应特性
-知识点6.12：双质量系统的频率响应特性--作业
-知识点6.13：系统参数对双质量系统振动响应量的影响
-知识点6.13：系统参数对双质量系统振动响应量的影响--作业
-知识点6.14：主动与半主动悬架概述
-知识点6.14：主动与半主动悬架概述--作业
-知识点6.15：双轴汽车的振动
--双轴汽车的振动
-第六章：汽车的平顺性--知识点6.15：双轴汽车的振动
-知识点6.16：双轴汽车的频率响应特性
-知识点6.16：双轴汽车的频率响应特性--作业
-知识点6.17：双轴汽车振动响应量的计算
-知识点6.17：双轴汽车振动响应量的计算--作业
-知识点6.18：人体—座椅系统的振动
-知识点6.18：人体—座椅系统的振动--作业
-知识点6.0：第五、六章知识总结
-期末考试--考试入口
