当前课程知识点：汽车理论 > 第六章：汽车的平顺性 > 知识点6.13：系统参数对双质量系统振动响应量的影响 > 系统参数对双质量系统振动响应量的影响
同学们大家好
下面进行第六章汽车的平顺性
第13个知识点
双质量系统参数
对振动响应量的影响
这个双质量系统参数
对振动响应量的影响
我们首先先从路面随机输入下
均方值的这种计算入手
首先我们振动加速度的匀方值
在前面我们已经介绍过了
它基本方法
就是用幅频特性
乘以道路的速度谱
从零到无穷大来积分
最后来得到
这就是车身加速度的
这样一个均方值的计算
实际上也就是其它的
路面动载荷 相对动挠度
都是采用近似的这样的方法
来进行计算的
当然在这里边
我们有一系列的常数
把这个系列的常数
把它提出来
最后实际上是相对于
也就是车身振动加速度
相对于路面的
这样一个速度的
这样一个幅频特性
它的一个积分
它实际上幅频特性平方的
这么一个积分
就可以把它求出来
当然了这个是一个积分的方式
我们实际上真正计算的时候
常常采用的还是数值积分
也就是把零到无穷大的
这样一个区间里边
把它分成很多的小区间
在每个区间里边
有一定的频率范围
最后进行离散化以后
做数值积分
另一个实际上也就是用
定性的这种图形积分
图形里边的构架线
当然就是我们的幅频特性
这个幅频特性
实际上这时候
由于道路的这种速度谱
它是一个常数
在乘的时候
实际上就向上位移一下
打个比方你是B级路面
那么你就取一个
B级路面的这样一个速度谱
你要是A级路面
你就取一个A级路面的
这样一个速度谱
这时候车速假如一定
那么它就是一个常数
这时候它相乘
实际上就相当于往上
扩展了一下它的面积区域
最终实际上求这个面积下的
构架线下的这样一个面积
它所包围的这样一个面积
这采用图形
相对来讲也是很方便的
当然大家要清楚
这是双对数坐标下的
双对数坐标下的
求出来以后
你还需要做一些换算
最后就可以把
均方值把它求掉了
当然现在计算机已经很发达了
经常采用一些数值计算的方法
这很容易就求出来了
下面我们就是采用类似的方法
近似的方法
把车身加速度均方值
然后把动载荷的均方值
和相对动挠度的均方值
都把它求出来
然后并且改变参数
改变一下参数
看一看这些参数
系统的参数
对它们的量的影响
我们在讨论这个参数
大体上有这样几种
一个就是车身部分的固有频率
用F{\fs10}0{\r}来表示
第二个就是相对阻尼系数
也是悬架的相对阻尼系数
第三个探讨一下质量比
质量比
说实在的质量比
主要探讨的就是轮胎的
就悬置以下结构的
质量的影响
为什么呢
因为质量比
我们车身的质量
说实在是很难变的
一个车你只要定了以后
那很难改变
说是质量比的改变
说实在的这质量比的改变
就是悬置以下结构质量的改变
另一个就是刚度比
因为在这里边
我车身部分的固有频率都定了
因此悬架的刚度实际上也就定了
在这里的γ
这种刚度比的改变
实际上也就改变轮胎的刚度
改变轮胎的刚度
基准值
车身部分固有频率是1
相对阻尼系数0.25
质量比基准值是10
然后刚度比基准值是9
我们就把基准值扩大一倍
或者缩小一半
然后做了这两个的比较
看一看增大它
或者缩小它都会有什么影响
取值确定了以后
那么我们下面
就探讨一下它的影响
首先看一看
车身部分的固有频率的影响
车身部分固有频率的影响
显然对于传到车身的加速度来讲
随着频率的增加
那么它整个构架线都是上移的
因此显然对于车身部分
固有频率来讲
对车身的振动加速度
希望它相对来讲低一点比较好
这个是固有频率
对车身的这样一个
振动加速度的影响
当然这个图形
是这个相对动载荷的影响
对相对动载荷的影响
基本上跟车身是一样的
你增加了固有频率
那么显然那么你这个时候
它整个面积
都是范围是扩大的
因此对于它的标准差
显然是不利的影响
但是车身部分的固有频率
对相对动挠度的影响
和车身振动加速度正好相反
你频率越低
显然动挠度就会越大
频率越高那么它的动挠度
就会越小
当然把它画成这样一个表
也就是车身部分的固有频率
是横坐标
这个纵坐标
就是你的这样一个标准差
就是你的标准差
它这个时候对于动挠度来讲
那么就是这样一根线
频率越高动挠度就越小
而振动车身的振动加速度
和相对动载荷
那都是频率越低那么它越好
所以在这种时候
你经常是要协调
传到车身的加速度
和动挠度的关系
在协调关系的时候
经常也就是你的动挠度
能允许有多少
能允许有多少
在能允许的情况下
尽可能的来降低
你的固有频率
就车身部分的固有频率
因为毕竟这个人是最重要
人是最重要
传到人
加速度那显然要尽可能的小
这时候你只要是限位
你能取多大
你尽可能的取
取的这种情况下
那么我们根据
你的这个固有频率的最后算出来
你的标准差允许多少
按照概率
最后在这种情况下
来尽可能的降低固有频率
我们看一看
车身部分阻尼比的这种影响
车身部分它实际上阻尼比
它对于传到车身的振动加速度
它影响是这样的
实际上也就是说你的阻尼越小
共振的时候它峰值是大的
尤其是车身
第一阶的共振的时候
它相对来讲是大的
但是你阻尼越小
它减振的效果
在高频的情况下
减振的效果也是最好的
因此这就有一个
折中的这个问题
它相对动载荷
基本上是这样
也就是说它会有两阶共振
你相对阻尼系数低的时候
它车身部分有一阶共振
到了车轮部分的时候
又一阶共振
我们可以看车身的时候
实际上
它第二阶是没有共振的
而相对动载荷
它第二阶也是有共振的
因此相对阻尼系数
对于车轮动载荷
它相对影响更重要一些
当然对于动挠度的影响
基本上都是阻尼系数大点好
而表现出来的
这是一个综合的影响
综合的影响
车身部分的阻尼比是横坐标
这个纵坐标
当然就是说它的标准差
各个量的标准差的变化
当然通过这个图我们可以看到
它的动挠度来讲
那就希望你阻尼越大越好
车身的加速度来讲
它基本上在0.25之下
它几乎不变
超过0.25以后它就会增加了
相对动载荷差不多也就是说
是在0.3左右之它基本也不动了
在这之前你就是说
增加阻尼比
对于衰减车轮的
动载荷的振动
也是有好处的
因为在怎么来综合平衡
这个就是阻尼比
对这三个量有影响的时候
一般来讲首先也是照顾到
这个传到人身上的加速度
传递到人身上的加速度
然后在传递到人体的加速度
尽量也还要照顾一下那样两个量
因为按照
传递到人体的加速度来讲
你从标准差来说
那相对来讲小一点好
小一点好
但是为了照顾另外两个量
所以经常是把量取到0.25
相对阻尼系数
说实在你要取到0.2的时候
可能传递人加速度
可能还会略微小一点
但是另外两个量就会恶化
也就会恶化
所以在这种时候
工程上经常没有最优
经常就是一个平衡
大体上大家都能接受就行了
就是说别的量不要太恶化
尽可能提高一下阻尼比
就是这样的一个影响
下面讨论一下质量比的影响
质量比 刚才也说了
说实在质量比的影响
主要也就是讨论的
就是簧下质量
也就是悬置以下结构质量的影响
通过最后的对比
我们可以看到
当然在这里边
质量比越大意味着什么呢
质量比越大就意味着
悬置以下结构的质量越小
大家可以看到
首先车身的加速度
车身的加速度
跟这质量比几乎没有影响
所以说你取多大
传上来的振动没什么影响
然后从动挠度来讲
随着质量比减小
或者说悬置以下结构
质量的减小
那么随着质量比的增大
或者说也就是
随着悬置以下结构
质量的减小
那么它是下降的
但是下降斜率比较小
这影响最大的
就是相对动载荷
相对动载荷
随着质量比的增大
或者是说悬置以下结构的
质量的减小
它会迅速的下降
综合对比这些
当然我们就会看到
悬置以下结构的质量
相对来讲照顾到这三个性能
还是越小越好 越小越好
比如像目前我们轿车轮胎
经常就是采用无内胎的轮胎
那么它减轻了质量
减轻了质量
另外那个轮毂
经常都是采用铝
它也是降低质量的措施
最后讨论一下轮胎刚度的影响
也就是刚度比的影响
刚度比说实在的
悬架的刚度基本上差不多就不变了
在这时候主要是轮胎刚度的影响
当然在轮胎刚度比
实际上也就意味着
轮胎的刚度越大
通过我们可以看到
第一个就是说
悬架的动挠度
它和刚度比没有什么影响
也就是说你轮胎刚度大小
对它动挠度没什么影响
它是一根水平线
对动载荷的影响是最大的
刚度比越大
动载荷也就变得越大
传递到车身的加速度也是越大
通过这个我们可以看到
通过刚才的对比我们可以看到
刚度比一般来讲
希望还是小一点
刚度比大了
对于传递到人体的加速度
或者说车轮的动载荷
都是不利的
都是不利的
因此我们要尽可能的降低
轮胎的这种垂直刚度
现在你看轿车一般来讲
轮胎刚度都很低
降低轮胎刚度
除了刚才所说的
这样去掉内胎
因为内胎放到里边
它多少它也会有一些迟滞的
也会大一点
然后也会使得刚度
稍稍有所加强
那么另一个就是低压
就是低压 采用低压的轮胎
一般来讲我们轿车的这种轮胎
差不多气压
也就是两个大气压左右
已经比较低了
当然进一步降低
好像也不太容易了
进一步降低也不太容易了
所以低压胎
或者说低垂直刚度的轮胎
是目前一个普遍的趋势
最主要原因
通过降低轮胎的刚度
可以提高人们的乘坐舒适性
同时降低动载荷
好 这方面的讲解就到这里
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--双轴汽车的振动
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