当前课程知识点：汽车理论 > 第六章：汽车的平顺性 > 知识点6.6：汽车振动系统及其简化 > 汽车振动系统及其简化
同学们大家好
下面进行第六章
汽车的平顺性知识点6.6
汽车振动系统及其简化讲解
首先这个汽车的振动系统
我们对于平顺性来讲
我们一般的话呢
就是说当把车身
当成一个刚体的时候
大体上可以有这样一些的振动
首先车身质量
大体上有垂直 俯仰 侧倾
3个自由度
这些都是和平顺性有关的
垂直的 侧倾的和俯仰的
当然还可以说有前后的有侧向的
还有横摆的
这些因为都在其他里面讲了
你比如像前后的
当然在什么制动性
在动力性这涉及到前后的
侧向的和横摆的
当然显然是在操纵稳定性里讲的
所以在这里边涉及到车身的
这样一个3个自由度
除此之外当然每一个车轮
都在受到路面刺激的时候
它也有上下的振动的
这样每一个轮子有一个自由度
每一个轮子有一个自由度
这样就相当于是七个自由度
当然这个是指的这种轿车
是指的这种轿车
当你是采用车桥的时候
你比如像商用车
它都是以前轴 后轴
这时候左右轮它不独立
这个时候怎么弄的
实际上也就是
车桥的一个上下的运动
再加上它的一个侧倾的一个运动
再加上侧倾的运动
这样弄起来
一根车轴它也是两个自由度
也是两个自由度
所以这样一个振动系统
也就是说我们平顺性
研究的时候
假如把车身当成一个刚体
基本上不考虑这个零七八碎的时候
就这样七个自由度
这样七个自由度
就是在研究平顺性的时候
相对完整的这样一个系统
当然了这七个自由度
振动自由度
对于我们研究平顺性来讲
尤其是对于我们这个课程来讲
就太复杂了
我们需要对它进行简化
当然你简化肯定要有道理
你为什么做这样的一个简化
为什么要做这么一个简化
下面我们就来谈一谈
它的简化的历程
当然对于一个汽车来讲
假如我们的左右印记是一样的
左右印记是一样的
为什么是一样的呢
也就是说我们公路
假如要是一个好的公路
最开始都是用压路机压出来的
压路机压出来的
那大钢滚子
你不能说它左右还有什么区别
所以它压出来这个路
它就是左右都是一样的
而你一个汽车制造的时候
假如它没有什么问题
它左右也是对称的
左右也是对称的
这样假如我们认为左右是对称的
左右是对称的
这样我们就把汽车一劈两半
原来是一个四轮的
那我们就把它当成两轮的
就像我们研究操纵稳定性的时候
不也是把它简化成为两轮的
这样一个摩托车模型吗
那么在这种情况下
我们也一样
把它变成两轮的
把它变成两轮的
同时假如我们同时还忽略
这样一些轮胎阻尼以后
这样就把它变成了
这样一个四个自由度的
这样一个模型
这个四个自由度的模型
当然悬置以上的结构
它可以有上下垂直的运动
再加上俯仰的运动
同时加上前轮和后轮的
上下垂直的这样一个运动
简化成四个自由度模型以后
我们还感觉到还复杂
我们还是希望把它进行简化
简化的目标是什么呢
最好我们只研究前边
或者只研究后边
不要把这四个连起来做研究
在什么情况下
能够实现把它左右分开
因为我们要做这个简化的时候
首先就要把悬置以上结构的质量
把它集中到前轮和后轮上来
当然了富余的质量
要把它集中在质心上
假如质心的质量为零
我们就把它分开了
质心质量不为零
我们就不能分开
我们下面就看看
在什么情况下它为零
我们当然要把它简化成
这个前后轮加质心三个质量
在简化的时候
当然这三个质量加起来
要等于原来悬置以上结构的质量
也就形成了第一个方程式
也就是让总质量保持不变
第二个就是质心的位置不能变
因为你简化这样一个系统
你质心位置要变了
那当然它就会有问题
质心位置不变
它的条件是什么呢
也就是集中在前轮的质量
乘上这个质心至前轮的距离
然后减去后轮的这个质量
然后乘以质心到后轮的距离
这个要等于0
这要等于0
这个就相当来讲
质心的位置没有变
第三个
就是悬置以上结构的
转动惯量不能变
也就是悬置以上结构的转动惯量
要等于它最开始是等于m{\fs10}2{\r}
乘以ρ{\fs10}y{\r}的平方
ρ{\fs10}y{\r}实际上也就是
悬置以上结构的回转半径
它应该等于什么
等于前轮的质量乘以a的平方
加上后轮的质量乘上b的平方
通过这样三个方程
就分别可以把前轮质量
后轮质量和质心处
这样的一个质量把它求出来
解这三个方程以后
当然我们就可以得到
这样一个结果
有前轮质量有后轮质量
还有质心处的质量
我们发现这个质心处的质量
它是用这个式子来表达的
质心处质量
它等于m{\fs10}2{\r}
乘上括弧里边1减去ρ{\fs10}y{\r}的平方
然后比上ab
也就是这样的一个数值
当然了我们在这里头
就定义一个ε
等于ρ{\fs10}y{\r}的平方比上ab
这个把它称之为悬挂质量分配系数
这个悬挂质量分配系数
绝大部分的汽车
假如你不是一个特殊的车
它基本上是在0.8到1.2
这个范围里边
从0.8到1.2的范围里边
也就是非常接近于1
非常接近于1
当这个质量分配系数
ε等于1的时候
那么这个质心处的质量
就等于0了
质心处的质量就等于0了
也就是说
你的悬挂质量分配系数等于1的时候
这个时候
我的左右就可以把它分开了
我就可以一劈两半
也就是前后它两个之间
没有什么联系了
就前边的振动
它不引起后边的振动
它不引起后边这样一个振动
这样后边的振动也不引起
前边的振动
当然在这种情况下
我就把它劈开
就变成了这样两个自由度的
这样一个振动系统
在两个自由度的振动系统里边
有一个悬置以上结构的质量
用m{\fs10}2{\r}来表示
然后还有一个悬置以下结构的质量
用m{\fs10}1{\r}来表示
这个m{\fs10}1{\r}当然就是你的车轮
这个系统的质量
当然在m{\fs10}1{\r}和m{\fs10}2{\r}之间
它用这个悬架
它有一个悬架
刚度系数等于K
再加上一个阻尼系数等于C的
这样把它连接起来
然后悬置以下的结构
它通过一个轮胎刚度
和路面所接触
当然这两个自由度的模型
已经足够简单了
当然了我们还想再简化
当我们把这个两自由度
想简化成单自由度的时候
主要是考虑到这样一些因素
也就是车轮部分的固有频率
它一般来讲是10到16Hz
它相对来讲是比较高的
比起悬置以上结构
以后来讲这固有频率
也就1到2Hz
比起这个相对来讲是比较高的
如果激励频率远离
车轮的这个固有频率
也就是说在5Hz以下的时候
离它比较远
也就是不会造成
车轮部分共振的时候
那么这个时候就可以忽略
车轮质量和这个轮胎的弹性
从而得到车身单质量系统的
这样一个模型
当然就简化成了单自由度了
这个不能再简化了
我们最开始的振动分析
就先针对这个单自由度的进行分析
然后稍稍靠后
我们再分析刚才简化的
比这个略微复杂的
两个自由度这样一个模型
好 有关振动系统和振动系统简化的
内容就介绍到这里
-绪论
--默认
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--视频-1.1
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-知识点4.7：制动时汽车的跑偏
--制动时汽车的跑偏
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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
-知识点5.4：轮胎结构参数对侧偏特性的影响
-知识点5.4：轮胎结构参数对侧偏特性的影响--作业
-知识点5.5：车轮外倾角对轮胎侧偏特性的影响
-知识点5.5：车轮外倾角对轮胎侧偏特性的影响--作业
-知识点5.6：线性二自由度汽车操纵稳定性模型
-知识点5.6：线性二自由度汽车操纵稳定性模型--作业
-知识点5.7：前轮角阶跃输入下汽车的稳态响应
-第五章--知识点5.7：前轮角阶跃输入下汽车的稳态响应
-知识点5.8：稳态响应的评价方法
-知识点5.8：稳态响应的评价方法--作业
-知识点5.9：前轮角阶跃输入下汽车的瞬态响应
-知识点5.9：前轮角阶跃输入下汽车的瞬态响应--作业
-知识点5.10：瞬态响应的评价方法
-知识点5.10：瞬态响应的评价方法--作业
-知识点5.11：横摆角速度的频率响应特性
-知识点5.11：横摆角速度的频率响应特性--作业
-知识点5.12：汽车操纵稳定性与悬架的关系
-知识点5.12：汽车操纵稳定性与悬架的关系--作业
-知识点5.13：汽车的侧倾轴线
--汽车的侧倾轴线
-知识点5.13：汽车的侧倾轴线--作业
-知识点5.14：汽车的侧倾角刚度
--汽车的侧倾角刚度
-知识点5.14：汽车的侧倾角刚度--作业
-知识点5.15：汽车的侧倾角
--汽车的侧倾角
-知识点5.15：汽车的侧倾角--作业
-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
-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--作业
-知识点5.17：侧倾外倾与侧倾转向
-知识点5.17：侧倾外倾与侧倾转向--作业
-知识点5.18：变形转向与变形外倾
-知识点5.18：变形转向与变形外倾--作业
-知识点5.19：汽车操纵稳定性与转向系的关系
-知识点5.19：汽车操纵稳定性与转向系的关系--作业
-知识点5.20：转向盘中间位置操纵稳定性实验
-知识点5.20：转向盘中间位置操纵稳定性实验--作业
-知识点5.21：汽车操纵稳定性与传动系的关系
-知识点5.21：汽车操纵稳定性与传动系的关系--作业
-知识点5.22：地面切向反作用力控制转向特性简介
-知识点5.22：地面切向反作用力控制转向特性简介--作业
-知识点5.23：提高汽车操纵稳定性的电子控制系统
-知识点5.23：提高汽车操纵稳定性的电子控制系统--作业
-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
