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1、 Ride performance of Vehicle SystemSUBTITLES汽车平顺性定义人体对振动反应的表达行驶动力学系统分析路 面 表 达复习题汽车的通过性能主讲： 王文林 教授 南昌大学机电工程学院 -车辆工程技术研究中心汽车行驶动力学 Ride performance of Vehicle SystemSUBTITLES汽车平顺性定义人体对振动反应的表达行驶动力学系统分析路 面 表 达复习题汽车的通过性能汽车平顺性的定义汽车平顺性的定义随机振动：随机振动：路面不平等原路面不平等原因引起汽车系统随机振动，因引起汽车系统随机振动，影响乘坐舒适性和乘员身影响乘坐舒适性和乘员身体健
2、康。体健康。 保持乘坐环境的舒适保持乘坐环境的舒适性，保证驾驶员在复杂行性，保证驾驶员在复杂行驶和操纵条件下，具有良驶和操纵条件下，具有良好的心理状态和准确灵敏好的心理状态和准确灵敏的反应。的反应。汽车的平顺性汽车的平顺性影响影响“ 人人车环境车环境”闭环系统的操闭环系统的操纵稳定性以及行驶安全性。纵稳定性以及行驶安全性。 Ride performance of Vehicle SystemSUBTITLES汽车平顺性定义人体对振动反应的表达行驶动力学系统分析路 面 表 达复习题汽车的通过性能输入振动系统输出评价指标输入振动系统输出评价指标输输输输 入：入：入：入：路面不平度、路面不平度、路面
3、不平度、路面不平度、 车速。车速。车速。车速。振动系统：振动系统：振动系统：振动系统：弹性元件、阻尼元件、质量。弹性元件、阻尼元件、质量。弹性元件、阻尼元件、质量。弹性元件、阻尼元件、质量。输输输输 出：出：出：出：悬挂质量或人体加速度、车轮悬挂质量或人体加速度、车轮悬挂质量或人体加速度、车轮悬挂质量或人体加速度、车轮动载荷。动载荷。动载荷。动载荷。评价指标：评价指标：评价指标：评价指标：人体对振动的响应、轮胎的接人体对振动的响应、轮胎的接人体对振动的响应、轮胎的接人体对振动的响应、轮胎的接地性。地性。地性。地性。汽车平顺性的定义汽车平顺性的定义 Ride performance of Veh
4、icle SystemSUBTITLES汽车平顺性定义人体对振动反应的表达行驶动力学系统分析路 面 表 达复习题汽车的通过性能平顺性：平顺性：平顺性：平顺性：保持汽车行驶过程中乘员所处的振保持汽车行驶过程中乘员所处的振保持汽车行驶过程中乘员所处的振保持汽车行驶过程中乘员所处的振动环境具有一定舒适度的性能，动环境具有一定舒适度的性能，动环境具有一定舒适度的性能，动环境具有一定舒适度的性能，并保持货物的完好无损。并保持货物的完好无损。并保持货物的完好无损。并保持货物的完好无损。评价方法：评价方法：评价方法：评价方法：乘员舒适程度评价乘员舒适程度评价乘员舒适程度评价乘员舒适程度评价 汽车振动系统及其
5、评价汽车振动系统及其评价汽车振动系统及其评价汽车振动系统及其评价汽车平顺性的定义汽车平顺性的定义 Ride performance of Vehicle SystemSUBTITLES汽车平顺性定义人体对振动反应的表达行驶动力学系统分析路 面 表 达复习题汽车的通过性能路面纵向断面曲线路面纵向断面曲线路面的统计特性路面的统计特性 Ride performance of Vehicle SystemSUBTITLES汽车平顺性定义人体对振动反应的表达行驶动力学系统分析路 面 表 达复习题汽车的通过性能 路面不平度：通常把相对基准平面的高度路面不平度：通常把相对基准平面的高度路面不平度：通常把相对
6、基准平面的高度路面不平度：通常把相对基准平面的高度q q ，沿着道路走向长度沿着道路走向长度沿着道路走向长度沿着道路走向长度l l的变化的变化的变化的变化q(l)q(l) 称为道路不称为道路不称为道路不称为道路不平度函数。平度函数。平度函数。平度函数。 根据测量的路面不平度随机数据，在计算根据测量的路面不平度随机数据，在计算根据测量的路面不平度随机数据，在计算根据测量的路面不平度随机数据，在计算机上处理得到路面不平度功率谱机上处理得到路面不平度功率谱机上处理得到路面不平度功率谱机上处理得到路面不平度功率谱 或方差或方差或方差或方差 。路面的统计特性路面的统计特性 Ride performanc
7、e of Vehicle SystemSUBTITLES汽车平顺性定义人体对振动反应的表达行驶动力学系统分析路 面 表 达复习题汽车的通过性能路面的统计特性路面的统计特性按路面按路面功率谱密度功率谱密度把路面按不平度分为把路面按不平度分为8级，级，AH Ride performance of Vehicle SystemSUBTITLES汽车平顺性定义人体对振动反应的表达行驶动力学系统分析路 面 表 达复习题汽车的通过性能路面的统计特性路面的统计特性注：纵坐标和横坐标均采用对数单位注：纵坐标和横坐标均采用对数单位 Ride performance of Vehicle SystemSUBTIT
8、LES汽车平顺性定义人体对振动反应的表达行驶动力学系统分析路 面 表 达复习题汽车的通过性能1.1.人体对振动的响应人体对振动的响应人体对振动的响应人体对振动的响应 人体对人体对人体对人体对振动的响应振动的响应振动的响应振动的响应取决于：取决于：取决于：取决于：频率与强度频率与强度频率与强度频率与强度； 作用方向作用方向作用方向作用方向； 暴露时间暴露时间暴露时间暴露时间。2.2.2.2.频率频率频率频率8Hz8Hz8Hz8Hz以下水平方向允许的加速度值低于以下水平方向允许的加速度值低于以下水平方向允许的加速度值低于以下水平方向允许的加速度值低于垂直方向垂直方向垂直方向垂直方向4 4 4 48
9、 8 8 8HzHzHzHz允许的加速度允许的加速度允许的加速度允许的加速度；水平方向水平方向水平方向水平方向1 1 1 12 2 2 2HzHzHzHz比垂直方向比垂直方向比垂直方向比垂直方向4 4 4 48 8 8 8HzHzHzHz加速度允许值低加速度允许值低加速度允许值低加速度允许值低1 1 1 1. . . .4 4 4 4倍。倍。倍。倍。对于汽车的振动环境，对于汽车的振动环境，对于汽车的振动环境，对于汽车的振动环境， 8 8 8 8HzHzHzHz以下振动频率占比以下振动频率占比以下振动频率占比以下振动频率占比重相当大。重相当大。重相当大。重相当大。3.3.3.3.反应界限（疲劳、
10、不舒服）都是由人体感觉反应界限（疲劳、不舒服）都是由人体感觉反应界限（疲劳、不舒服）都是由人体感觉反应界限（疲劳、不舒服）都是由人体感觉到的振动强度大小和暴露时间长短到的振动强度大小和暴露时间长短到的振动强度大小和暴露时间长短到的振动强度大小和暴露时间长短综合综合综合综合作用的作用的作用的作用的结果结果结果结果。人体对振动的响应人体对振动的响应 Ride performance of Vehicle SystemSUBTITLES汽车平顺性定义人体对振动反应的表达行驶动力学系统分析路 面 表 达复习题汽车的通过性能 平顺性主要靠平顺性主要靠主观感觉主观感觉判断。判断。 国际标准国际标准ISO
11、2631ISO 2631，以短时间简谐振动的实以短时间简谐振动的实验结果为基础。验结果为基础。 ISO 2631ISO 2631用加速度均方根值给出用加速度均方根值给出了了1 18080HzHz振动频率范围内人体振动频率范围内人体对对振动反应的振动反应的三个不同界三个不同界限。限。rms加速度均方根值！加速度均方根值！人体对振动的响应人体对振动的响应 Ride performance of Vehicle SystemSUBTITLES汽车平顺性定义人体对振动反应的表达行驶动力学系统分析路 面 表 达复习题汽车的通过性能 暴露界限：暴露界限：当人体承受的当人体承受的振动强度振动强度在在此界限内
12、，将保持人的健康或安全。此界限内，将保持人的健康或安全。它作它作为人体可承受振动量的上限。为人体可承受振动量的上限。 疲劳工效降低界限：疲劳工效降低界限：当人承受的振当人承受的振动强度在此界限内时，能准确灵敏地反应，动强度在此界限内时，能准确灵敏地反应，正常地进行驾驶。正常地进行驾驶。它它与保持人的工作效能与保持人的工作效能有关。有关。 舒适降低界限：舒适降低界限：在此界限之内，人体在此界限之内，人体对所暴露的振动环境对所暴露的振动环境主观感觉良好主观感觉良好，能顺，能顺利地完成吃、读、写等动作。利地完成吃、读、写等动作。它它与保持人与保持人的舒适有关。的舒适有关。人体对振动的响应人体对振动的
13、响应 Ride performance of Vehicle SystemSUBTITLES汽车平顺性定义人体对振动反应的表达行驶动力学系统分析路 面 表 达复习题汽车的通过性能等时间曲线人体对振动的响应人体对振动的响应 Ride performance of Vehicle SystemSUBTITLES汽车平顺性定义人体对振动反应的表达行驶动力学系统分析路 面 表 达复习题汽车的通过性能人体对振动的响应人体对振动的响应 Ride performance of Vehicle SystemSUBTITLES汽车平顺性定义人体对振动反应的表达行驶动力学系统分析路 面 表 达复习题汽车的通过性能
14、人体对振动的响应人体对振动的响应 Ride performance of Vehicle SystemSUBTITLES汽车平顺性定义人体对振动反应的表达行驶动力学系统分析路 面 表 达复习题汽车的通过性能平顺性的评价方法平顺性的评价方法-1/3倍频评价法倍频评价法1/31/3倍频分别评价倍频分别评价法：法：对传至人体的对传至人体的加速度进行频谱分加速度进行频谱分析，可得析，可得1/31/3倍频倍频带的加速度均方根带的加速度均方根值功率谱。值功率谱。 Ride performance of Vehicle SystemSUBTITLES汽车平顺性定义人体对振动反应的表达行驶动力学系统分析路 面
15、 表 达复习题汽车的通过性能人体对各频带振动的人体对各频带振动的敏感程度敏感程度不同，所以不同，所以1/31/3倍频加倍频加速度均方根值分量速度均方根值分量 的大小不能反映人体感觉振动强的大小不能反映人体感觉振动强度的大小。度的大小。方法：方法：采用人体对不同频率振动敏感程度的采用人体对不同频率振动敏感程度的频率加权频率加权函数函数，将人体最敏感以外各，将人体最敏感以外各1/31/3倍频带加速度均方根值倍频带加速度均方根值分量分量 进行频率加权，即按进行频率加权，即按人体感觉的振动强度相等人体感觉的振动强度相等的原则的原则折算为折算为最敏感频率范围最敏感频率范围，即加权加速度均方根值即加权加速
16、度均方根值分量分量 。其大小可以反映人体对振动强度的感觉。其大小可以反映人体对振动强度的感觉。1/31/3倍频法认为倍频法认为: :同时有许多个1/3倍频带都有能量作用于人体时，各个频带振动作用无明显联系，对人体产生的影响主要是人体感觉振动强度最大的一个1/3倍频带所造成的。平顺性的评价方法平顺性的评价方法-1/3倍频评价法倍频评价法 Ride performance of Vehicle SystemSUBTITLES汽车平顺性定义人体对振动反应的表达行驶动力学系统分析路 面 表 达复习题汽车的通过性能平顺性的评价方法平顺性的评价方法-1/3倍频评价法倍频评价法 Ride performan
17、ce of Vehicle SystemSUBTITLES汽车平顺性定义人体对振动反应的表达行驶动力学系统分析路 面 表 达复习题汽车的通过性能平顺性的评价方法平顺性的评价方法总加权值方法总加权值方法总加权值方法：总加权值方法：总加权值方法：总加权值方法：用中心频率用中心频率用中心频率用中心频率1 1 1 1 80Hz80Hz80Hz80Hz，20202020个倍频带个倍频带个倍频带个倍频带加权加速度均方根值分量的加权加速度均方根值分量的加权加速度均方根值分量的加权加速度均方根值分量的平方和根值来平方和根值来平方和根值来平方和根值来评价汽评价汽评价汽评价汽车的平顺性。车的平顺性。车的平顺性。车
18、的平顺性。 Ride performance of Vehicle SystemSUBTITLES汽车平顺性定义人体对振动反应的表达行驶动力学系统分析路 面 表 达复习题汽车的通过性能平顺性的评价方法平顺性的评价方法总加权值方法总加权值方法 Ride performance of Vehicle SystemSUBTITLES汽车平顺性定义人体对振动反应的表达行驶动力学系统分析路 面 表 达复习题汽车的通过性能汽车振动系统的简化和单质量系统的振动汽车振动系统的简化和单质量系统的振动 Ride performance of Vehicle SystemSUBTITLES汽车平顺性定义人体对振动反
19、应的表达行驶动力学系统分析路 面 表 达复习题汽车的通过性能汽车振动系统的简化和单质量系统的振动汽车振动系统的简化和单质量系统的振动二阶常系数齐次方程 Ride performance of Vehicle SystemSUBTITLES汽车平顺性定义人体对振动反应的表达行驶动力学系统分析路 面 表 达复习题汽车的通过性能汽车振动系统的简化和单质量系统的振动汽车振动系统的简化和单质量系统的振动 Ride performance of Vehicle SystemSUBTITLES汽车平顺性定义人体对振动反应的表达行驶动力学系统分析路 面 表 达复习题汽车的通过性能汽车振动系统的简化和单质量系统
20、的振动汽车振动系统的简化和单质量系统的振动 Ride performance of Vehicle SystemSUBTITLES汽车平顺性定义人体对振动反应的表达行驶动力学系统分析路 面 表 达复习题汽车的通过性能汽车振动系统的简化和单质量系统的振动汽车振动系统的简化和单质量系统的振动 Ride performance of Vehicle SystemSUBTITLES汽车平顺性定义人体对振动反应的表达行驶动力学系统分析路 面 表 达复习题汽车的通过性能汽车平顺性的试验汽车平顺性的试验试验项目：(1)、偏频试验：测量簧载质量的固有频率、阻尼比；非簧载质量的固有频率。一般运用滚下法、抛下法等
21、方法测量。(2)、道路试验：通过振动测试系统，运用平顺性评价方法计算整车的平顺性指标。(3)、台架试验：通过道路模拟振动测试系统，运用平顺性评价方法计算整车的平顺性指标。 Ride performance of Vehicle SystemSUBTITLES汽车平顺性定义人体对振动反应的表达行驶动力学系统分析路 面 表 达复习题汽车的通过性能汽车通过性的定义汽车通过性的定义汽车通过性：汽车汽车通过性：汽车以足够高的平均车以足够高的平均车速通过各种坏路和速通过各种坏路和无路地带无路地带( (如松软如松软地面、坎坷不平地地面、坎坷不平地段段) )和各种障碍和各种障碍（陡坡、侧坡、壕（陡坡、侧坡、壕
22、沟、台阶、灌木丛、沟、台阶、灌木丛、水障）的能力。水障）的能力。影响通过性的主要影响通过性的主要因素：因素：汽车的支承汽车的支承牵引参数和几何牵引参数和几何参数；也与汽车的参数；也与汽车的其它使用性能其它使用性能( (如动如动力性、平顺性、机力性、平顺性、机动性、稳定性、视动性、稳定性、视野性野性) )有关。有关。 Ride performance of Vehicle SystemSUBTITLES汽车平顺性定义人体对振动反应的表达行驶动力学系统分析路 面 表 达复习题汽车的通过性能松软路面的物理性质松软路面的物理性质 车辆在松软地面上行驶时，驱动轮对地车辆在松软地面上行驶时，驱动轮对地面施
23、加向后的水平力，使地面发生面施加向后的水平力，使地面发生剪切变形，剪切变形，相应的剪切力便形成了构成地面对汽车的推相应的剪切力便形成了构成地面对汽车的推力。当驱动轮对地面施加的水平力大于等于力。当驱动轮对地面施加的水平力大于等于极限剪切力时，极限剪切力时，引起车轮滑转。引起车轮滑转。车轮压紧土车轮压紧土壤等松软支承物形成车辙阻力。壤等松软支承物形成车辙阻力。 Ride performance of Vehicle SystemSUBTITLES汽车平顺性定义人体对振动反应的表达行驶动力学系统分析路 面 表 达复习题汽车的通过性能松软路面的物理性质松软路面的物理性质 Ride performan
24、ce of Vehicle SystemSUBTITLES汽车平顺性定义人体对振动反应的表达行驶动力学系统分析路 面 表 达复习题汽车的通过性能松软路面的物理性质松软路面的物理性质 Ride performance of Vehicle SystemSUBTITLES汽车平顺性定义人体对振动反应的表达行驶动力学系统分析路 面 表 达复习题汽车的通过性能松软路面的物理性质松软路面的物理性质 车辆在半流体泥浆中所受到的阻力与其车辆在半流体泥浆中所受到的阻力与其行驶速度、浸入面积以及泥浆的密度行驶速度、浸入面积以及泥浆的密度 、阻、阻力系数力系数C Cd d有关有关。 车辆在雪地行驶受到雪的密度和覆
25、盖层车辆在雪地行驶受到雪的密度和覆盖层的厚度影响。的厚度影响。 厚度小于最小离地间隙也会形成阻力，厚度小于最小离地间隙也会形成阻力，任何密度的雪都不会阻碍汽车行驶。当积任何密度的雪都不会阻碍汽车行驶。当积雪大于汽车最小离地间隙雪大于汽车最小离地间隙150150时，轻型汽时，轻型汽车可在车可在 350kg/m350kg/m3 3 的雪地上行驶的雪地上行驶，重型汽车重型汽车可在可在 500kg/m500kg/m3 3的雪地上行驶。的雪地上行驶。 渗水的雪地密度大渗水的雪地密度大，但是强度很低。但是强度很低。 Ride performance of Vehicle SystemSUBTITLES汽车
26、平顺性定义人体对振动反应的表达行驶动力学系统分析路 面 表 达复习题汽车的通过性能汽车通过性几何参数汽车通过性几何参数 Ride performance of Vehicle SystemSUBTITLES汽车平顺性定义人体对振动反应的表达行驶动力学系统分析路 面 表 达复习题汽车的通过性能汽车通过性几何参数汽车通过性几何参数通过性失效及其几何参数通过性失效及其几何参数 间隙失效间隙失效间隙失效间隙失效：汽车因：汽车因：汽车因：汽车因离地间隙离地间隙离地间隙离地间隙不足而被地面不足而被地面不足而被地面不足而被地面托住无法通过的现象。托住无法通过的现象。托住无法通过的现象。托住无法通过的现象。
27、顶起失效顶起失效顶起失效顶起失效：车辆中间底部的零部件碰到地：车辆中间底部的零部件碰到地：车辆中间底部的零部件碰到地：车辆中间底部的零部件碰到地面而被顶住的现象。面而被顶住的现象。面而被顶住的现象。面而被顶住的现象。 触头或托尾失效触头或托尾失效触头或托尾失效触头或托尾失效：因车辆前端或尾部触及：因车辆前端或尾部触及：因车辆前端或尾部触及：因车辆前端或尾部触及地面而不能通过的现象。地面而不能通过的现象。地面而不能通过的现象。地面而不能通过的现象。 几何参数几何参数几何参数几何参数：最小离地间隙、纵向通过角、：最小离地间隙、纵向通过角、：最小离地间隙、纵向通过角、：最小离地间隙、纵向通过角、接近角、离去角。接近角、离去角。接近角、离去角。接近角、离去角。 Ride performance of Vehicle SystemSUBTITLES汽车平顺性定义人体对振动反应的表达行驶动力学系统分析路 面 表 达复习题汽车的通过性能复习题复习题1、汽车随机振动系统的输入、输出是什么？平顺性用什么指标评价？采用总加权值方法评价汽车平顺性有什么优点？2、汽车通过性几何参数主要有哪几个？通过性失效有哪几种形式？
