当前课程知识点：汽车理论 > 第六章：汽车的平顺性 > 知识点6.9：单质量系统对路面随机输入的响应概述 > 单质量系统对路面随机输入的响应概述
同学们大家好
下面进行第六章
汽车的平顺性知识点6.9的
单质量系统对路面
随机输入的响应的讲解
这一节主要是介绍
用随机振动的理论
来分析汽车平顺性的方法
首先我们进行平顺性分析的时候
我们一般来讲
统计这样几个响应量
一个就是车身的加速度
第二个
就是悬架弹簧的这个动挠度
说实在的
振动加速度可能比较好理解
动挠度也就是悬架
我们悬置以上
和悬置以下结构之间
它的这样一个
它在振动的时候
它会有相对位移
就是相对位移的允许的数值
允许的这样一个数值
第三个量
就是车轮与路面之间的动载荷
也就是车轮
看看你是不是能够跳离地面
当你动载荷超过静载荷以后
那么它就可能会跳离地面
主要进行这三个量的计算
首先我们看一看
振动响应量的功率谱密度
和均方根值
是振动响应量的功率谱密度
它等于输入量的功率谱密度
乘上幅频特性的平方
乘上输出量和输入量
之间的幅频特性的平方
就是它的振动响应量的功率谱
有关功率谱等等这些描述
实际上是在随机振动这门课去讲解的
因为在我讲这个课的时候
就假设大家都学过随机振动
假如大家没有学过随机振动
那么你就承认这个等式关系就好了
因为我在这里
不可能再去介绍随机振动的知识
因为把它介绍清楚
它比我这个汽车理论的课时
可能不一定少
那么下面
这个均方值
也就是我们随机输入
一般来讲
都是把这样一个振动系统
假设成为一个
叫做零均值的这样一个分布
那么在这个里头
它实际上方差就变成了
这个影响它实际振动量的
这样一个范围 是吧
这样它一个振动的波动的
这样一个范围 是吧
我们首先用功率谱密度
从零到无穷大积分
就可以得到这样一个均方值
就像这个表达式所描述的这样
这个功率谱
从0到无穷大的积分
就会得到振动响应量的均方值
然后 对这个均方值开方
就会得到它的均方根值
实际上也就是我们振动响应量的
这样一个标准差
当然把刚才的等式带进去
就会形成后边这样一个式子
当然这个σ{\fs10}x{\r}
当然在这里边
就是振动响应量的这种方差
它跟均方根值是等价的
由路面不平度系数和车速确定的
路面的位移输入的功率谱密度呢
它实际上是用G{\fs10}q{\r}（f）来表示的
这在我们前边也都介绍过了
第二个由悬架系统
我们可以把它的频响函数
把它求出来
有了输入的功率谱密度
同时有了这样一个频响函数
这样我们就可以把
输出的功率谱密度求到
最后把它积分
就可以得到均方值
把它假如用框图来表示
那么就是这样一个关系
有了路面的谱密度
有了悬架的频响函数
根本这两个可以求出来
输出的功率谱
然后再积分
就可以得到均方值
那均方值开方
就可以得到均方根值
下面我们看一看
这个概率分布和标准差的关系
因为我们一般来讲
振动响应量我们是认为它是
符合正态分布的
并且由于是振动系统
它是均值是为零的
因为你有往上振动
就有往下振动
所以均值为零
在这种情况下
它的振动幅值超过这种
某一个所谓叫做x{\fs10}0{\r}
这个x{\fs10}0{\r}
用λ乘以σ{\fs10}x{\r}来表示
也就是这个λ
也就是你的标准差的倍数
标准差的倍数
基本上我们在学概率论的时候
基本上这个关系就已经学到了 是吧
它基本符合这样一个表格的关系
在正态分布的情况下
这个超过标准差
所谓σ{\fs10}x{\r}
正负λ以外的这种概率
我们用P来表示
也就是λ和P的关系
当然了这个P
也就是在这个范围内的概率
当然也就是1减P 是吧
当λ等于1的时候
我们这个P差不多就是超出
振动就超出它的可能性
就是31.7% 接近32
也就是在这个范围里边
差不多是68%的样子
当你λ取2的时候
大体上也就是这个数值是4.6
超出它是4.6
在里边是95.4 是吧
当正好取2.58倍的时候
我超出它的概率
就变成1% 里边是99
后面基本上就是这样一个关系
有了这样一个概率分布表以后
我们就举几个例子来看一看
就是我们实际应用中
怎么应用概率的表
第一个
假如我们要求车身的加速度
超过1g的概率等于1%
所谓的振动加速度超过1g
意味着什么
实际上意味着
就是说超过1g
就可能被振动的
比如坐在椅子上
那就使得
把你振动的跳离这个椅子
当要求概率是1%的时候
这个时候
我们要求一下车身
加速度的标准差
大体上是多少 是吧
这个求解过程那就是这样
首先就是λ等于2.58的时候
这个时候它的概率是1%
因此在这种情况下
振动加速度就是2.58倍的标准差
这个时候
假如我们把它限定成为1g
那么我们这个时候
就可以把标准差求出来
1g除以2.58
大体上等于0.39g
我们在前边学到
我们这个舒适性评价的时候
大家是不是还记得
当时假如认为这个系统是舒适的
要求这个标准差
是等于什么数值呢
实际上这时候要求小于0.315
也就是说1g
跳离地面
不是
就是把你振起来的时候
也就是使得这个概率是1%的时候
那么这个时候稍稍有点不舒适
已经不是舒适这个范围了
稍稍有点不舒适
假如这个标准差0.315 是吧
我估计统计出来差不多这个概率
是千分之一的样子
在这种情况下
你可能就舒适了
1%的时候是稍有一些不舒适
基本上是这样的概念
也就是说
当你的标准差0.39g的时候
就可以使得你的振动
超过1g的概率
是在1%
下边第二个例子
看一看悬架的动挠度
和标准差的关系
它就是某一个汽车的
悬架动挠度的标准差
它是等于三个厘米
要求动挠度超过限位行程
也就是说撞击限位的概率
等于0.3%
因为撞击了限位框
这个时候会有比较大的振动
会有比较大的振动
就相当于被撞了一下
这个时候
假设车轮上下跳动
这限位行程呢这种
限位行程都是一样的
都是用这[f{\fs10}d{\r}]来表示的情况下
这时候我们来求一求
这个[f{\fs10}d{\r}]到底应该是多少
当然我们从概率表里可以查到
当λ等于3倍的时候
这个时候它的概率是0.3
我们既然要求是0.3
这个时候
我们这个f{\fs10}d0 {\r}等于f{\fs10}d{\r}
它应该等于3倍的
刚才我们的这样一个标准差
我们标准差是几厘米
刚才说了3cm
这时候也无非也就是3cm乘上3
最后得出来一个9cm
也就是说当我们的限位形成
等于9cm这么大的时候
当然往上也是这么多
往下也是这么多
等于9cm的时候
这个时候它撞击限位的概率
就降到了0.3%
下面第三个例子是求动载荷
当车轮和路面间的动载
与车轮作用于路面的静载荷
大小相等方向相反的时候
实际上车轮作用于路面的
垂直载荷就可能为0
为0意思呢
也就是跳离地面
这个时候假如我们取静载荷
等于3倍的你的标准差
3倍这种动载荷的标准差的时候
那么这时候
相对动载荷的均方根值
它实际上等于1/3
在这种情况下
我们求车轮跳离地面的概率
也就是这个时候
求一下它的概率
这个时候也就是说
我的相对动载荷的标准差
是你的1/3
是静载荷的1/3
这时候求它的概率
当然车轮跳离地面的条件
也就是说你的动载荷
除以静载荷要大于等于1
相应的这个界限值
我们这里边等于3倍的
这种动载荷除以G
在这样的情况下
你既然λ等于3
那么我们当然从概率表上
这个可以得到
那你这时候的概率是0.3%
但是由于我们的这个动载
往上跳的概率
和往下的概率各占一半
这个时候我们车轮
跳离地面的概率就是0.3%的一半
正好0.15%
这个就是我们相对动载荷的
这样一个例子
通过这三个例子
我们当然就可以
会应用这个概率表
就可以了
好 这个方面的知识
就介绍到这里
-绪论
--默认
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--视频-1.1
-知识点1.1：汽车动力性的评价--作业
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-知识点1.2：汽车的驱动力--作业
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-知识点1.3：汽车的行驶阻力（1） 滚动阻力--作业
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-第一章汽车的动力性-知识点1.4：空气阻力
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-知识点1.11：汽车的附着率
--汽车的附着率
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-知识点2.1：汽车燃油经济性的评价--作业
-知识点2.2：汽车燃油经济性的计算
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-知识点3.5：利用燃油经济性—加速时间曲线确定变速器和主减速器传动比--作业
-知识点3.6：利用燃油经济性—加速时间曲线确定发动机、变速器和主减速器传动比
--利用燃油经济性—加速时间曲线确定发动机、变速器和主减速器传动比
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--制动性的评价指标
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--制动效能的恒定性
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-知识点4.6：制动时汽车的方向稳定性
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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
-第四章：汽车的制动性--知识点4.7：制动时汽车的跑偏
-知识点4.8：制动时汽车的侧滑和转向能力丧失
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-知识点4.9：前--后制动器制动力的比例关系
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-知识点4.10：理想的前、后制动器制动力分配曲线
-知识点4.10：理想的前、后制动器制动力分配曲线--作业
-知识点4.11：具有固定比值的前、后制动器制动力与同步附着系数
-知识点4.11：具有固定比值的前、后制动器制动力与同步附着系数--作业
-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
-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
-知识点4.13：利用附着系数与制动效率
-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
