当前课程知识点：汽车理论 > 第六章：汽车的平顺性 > 知识点6.18：人体—座椅系统的振动 > 人体—座椅系统的振动
同学们大家好
下面进行第六章
汽车的平顺性
第18个知识点
人体座椅系统的震动
在前面呢我们考虑
这种无论是震
传递到车身的这个震动加速度啊
或者什么的
都没有考虑到人体和座椅的影响
假如呢对于现在的轿车
或者说呢稍稍好一点的大客车
它实际人都是坐在座椅上头
它并不是都是坐在地板上
这样的话呢
实际上座椅
也是有一定的衰减震动的
这种功能的
下面呢
我们就把这个座椅的影响呢
把它考虑进来
看一看呢
它到底对这个传递特性
有什么影响
这个图呢就是典型的
这样一个考虑人体座椅
这样一个模型的
这么一个力学模型
当然这个是在
前边两自由度的模型的基础上
就是单轴两自由度
这样一个模型的基础上呢
增加了一个座椅和人体的
这个模型
这上边这一块呢
这个MS呢
就代表是人的质量
然后呢这个座椅呢
它有一个刚度系数KS
还有一个阻尼系数
用CS来把它表示出来
这样子的话呢
我们假如人的这个震动的
这样一个坐标呢
用P来表示
那么我们最后呢
实际上要求出来
我们人体的这样一个震动
相对于路面这样一个速度的
这样一个输入
实际上呢它就等于
人体对Z2
也就是相对于车身的
这样一个频响函数
再乘上一个Z2
它的两阶导数呢
相对于Q一点
这样一个模型
这样呢简单的呢
把它写出来
实际上呢
这P两点对于Z2两点呢
实际上也就相当于P比Z2
这样子的话
我们就得到了
那个右边的这样一个式子
在前边的话呢讨论当中
我们呢这个式子的右半边
都已经得到了
下面呢我们只需要得到
这个左半边
也就是P比Z2就可以
我们就可以把全部传递函数呢
把它求出来了
那么按照刚才这个传递函数呢
我们的幅频特性
实际上也是符合
这样一个规律的
P比Z2呢
实际上就是人体座椅
单质量系统的这样一个幅频特性
它和呢车身单质量系统的
幅频特性呢
表达的形式是相同的
也就是P比上Z2的
它的幅频特性呢
是早先得到的
车身和相对路面的
这样一个单自由度的
这个模型里边呢
参数把它代进去
只不过呢这时候呢
是替代了座椅的
这样一个相对阻尼系数
以及它的频率比等等
当然这里边呢
所谓的λS呢
实际上就是激励频率
和我的座椅的共振频率的
这样一个比值
我的座椅的共振频率呢
实际上就是用
我的座椅的刚度系数
刚度系数KS
比上我这个
坐在椅子上方的人的质量
那么下面我们看一看
人体座椅系统的这个震动
它的这样一个演化的过程
我们这个左上方的这个图呢
实际上也就是说
相当于车身
相对于路面
输入的这样一个幅频特性的
这种形状
然后呢我们这个右上方的
这个模型呢
实际上也就相当于
就是我们的座椅的
这样一个模型
也就是说呢
相当于人和这个车身
这两个位移的
这样一个幅频特性
这里边呢它有一个蓝的线
蓝的线呢就是说
我们只是把人当成一个质量块
这样呢它的一个模型
这里边还有一个紫线
这紫的线呢
实际上就是把人
也把他当成一个两个质量
同时呢之间还有一些阻尼啊
刚度连接的
人是怎么划分的呢
一般来讲那也就是说
人坐在座椅上的时候
一般把下肢和上体
当成一个质量块
把这头部当成第二个质量块
最后呢然后它们之间
有一定的刚度和阻尼这个连接
然后呢人坐在座椅上
也不是一个刚性的坐在座椅上
说实在人体的话
说实在臀部
它也是有一定的
阻尼和刚度的
把这样的参数考虑进去以后
实际上更接近于
这个人体的这个模型
而不是只是把人
当成一个大刚体的话
那么它实际上呢
还是有一定的误差的
也就是说呢
这样两个这个图形呢
把它相乘一下
最后呢就得到了
就考虑到人体座椅的
这样一个模型以后
传输到人体的这样一个震动
它的一个传递函数的幅频特性
这是它的一个幅频特性
同样这里边蓝的呢
它也是把人当成刚体的
假如把人的模型呢
稍稍把它实用化一下
最后呢就得出来的是这个紫的线
也就是说在考虑了座椅以后
传递给人体的震动加速度呢
大体上发生这样一个变化
一个呢是增加了一阶
这个模型
在原来这两个震动之间
增加了这样一个震动的峰值
然后呢在过了这个震动以后呢
衰减的会更快
下面探讨一下
人体座椅系统的
这种参数的选择
也就是说呢
我们座椅的这种刚度
和阻尼应该选择在什么范围里边
那么才是适宜的
这个人体的敏感频率
当然是4到12.5赫兹
座椅的减震频率
实际上应该是在
这个外界激励频率
大于等于根号2倍的
我的就是座椅的这阶震动频率
座椅的这阶震动频率以后呢
它才会出现减震的这种情况
在这之前呢
反而你还会增加
它的这个震动
假如我们把这个频率的下限
就是人体敏感频率的下限
等于4赫兹
把它代进去以后
那么我们就要求
实际上座椅的这个频率呢
实际上应该小于等于4赫兹
然后除以根号2
这个大体上是3赫兹
也就是说我们的座椅的
这阶固有频率呢
应该小于3赫兹
但实际上呢座椅
它这阶频率
它和坐上去的人是直接相关的
比如像一个车上
那座椅它就是固定的
你的人的话重一点
那当然你的频率就低一点
你人轻一点
你可能呢
这个频率呢它也就会高一点
所以呢我们要考虑到
相对比较轻的人
坐在这个座椅上
然后呢它的频率要小于3赫兹
应该是这样来考虑的
但是呢人体座椅系统的
这个固有频率呢
它不能取的太小
总之这阶频率
和悬架这个固有频率呢
你不能把它这个连起来
也就是这个至少要差根号2倍
要差根号2倍
一般来讲悬架这阶频率
会更低
也就是说打个比方
悬架这阶频率
那么它是一赫兹
那也就是座椅这个频率呢
至少要在根号2倍赫兹以上
好在呢
你也只要小于3赫兹就行了
你比如这个悬架这个频率
只有1赫兹
我把座椅呢取在2赫兹
这个时候呢
相对来讲呢就比较恰当了
一般来讲人体座椅系统的
阻尼比呢
希望就是在0.2
或者稍稍多一点
这样一个水平上
现在的话呢
就是有的对于这种职业驾驶员
开着这种大型商用车
它的座椅呢
有的时候专门给它做一个
这样一个叫做主动悬架
就只是隔离他的这种座椅呢
和这个车身震动的
这么一个主动的悬架
或者说呢
专门做出一个单独的
这样一个悬架
然后给它增加一些阻尼系数
一般来讲呢
座椅的这个垫
是没有很大的阻尼系数的
这时候呢
就要单独给它加一些阻尼
有关人体座椅系统的震动呢
这方面的知识呢就介绍这么多
-绪论
--默认
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--视频-1.1
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-知识点1.2：汽车的驱动力--作业
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--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
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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
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-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
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-知识点5.6：线性二自由度汽车操纵稳定性模型
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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5.10：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5.18：变形转向与变形外倾
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-知识点5.19：汽车操纵稳定性与转向系的关系
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-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
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-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
