41吉林大学远程网络教育余志生汽车理论杨志华48讲分享资料

1、1第四十一讲第四十一讲主讲教师：杨志华学时：主讲教师：杨志华学时：482 本节将汽车振动系统简化为单质量的振动系统；分析单质量系统的本节将汽车振动系统简化为单质量的振动系统；分析单质量系统的自由振动和频率响应特性；分析单质量系统对路面随机输入的响应及其自由振动和频率响应特性；分析单质量系统对路面随机输入的响应及其响应量特性参数的计算，分析悬架系统固有频率响应量特性参数的计算，分析悬架系统固有频率f0和阻尼比和阻尼比对对振动响应振动响应的影响；介绍悬架系统固有频率的影响；介绍悬架系统固有频率f0和阻尼比和阻尼比的选择范围。的选择范围。第六章 汽车的平顺性第三节汽车振动系统的简化，单质量系统的振动

2、返回目录返回目录3 当当 ，并，并忽略轮胎阻尼后，汽忽略轮胎阻尼后，汽车立体模型可简化为车立体模型可简化为平面模型。平面模型。 车身质量有垂直、车身质量有垂直、俯仰、侧倾俯仰、侧倾3个自由度，个自由度，4个车轮质量有个车轮质量有4个垂个垂直自由度，整车共直自由度，整车共7个个自由度。自由度。一、汽车振动系统的简化 IyIx第三节 汽车振动系统的简化，单质量系统的振动七自由度立体模型七自由度立体模型4四自由度平面模型四自由度平面模型四个自由度：四个自由度：前轮的垂直运动前轮的垂直运动后轮的垂直运动后轮的垂直运动车身质心的垂直运动车身质心的垂直运动车身绕质心的俯仰运动车身绕质心的俯仰运动对于车身部

3、分，可以把对于车身部分，可以把随质心的平动和绕质心随质心的平动和绕质心的转动，简化为前轴上的转动，简化为前轴上方车身的垂直运动和后方车身的垂直运动和后轴上方车身的垂直运动轴上方车身的垂直运动。即，将车身部分的连续质量等效为质心处、前轴上方和后即，将车身部分的连续质量等效为质心处、前轴上方和后轴上方三个质点。轴上方三个质点。52c2r2f2mmmm0r2f2bmam2r22f222bmammIyy 1）总质量保持不变）总质量保持不变 2）质心位置不变）质心位置不变 3）转动惯量保持不变）转动惯量保持不变abmmbLmmaLmmyyy222c222r222f1第三节 汽车振动系统的简化，单质量系统

4、的振动简化前后应满足以下三个条件简化前后应满足以下三个条件解得解得令令 悬挂质量分配系数。悬挂质量分配系数。aby2602c222r222fmbLmmaLmmyy 对于大部分汽车，对于大部分汽车， = 0.81.2，即接，即接近近1。当。当 = 1时时第三节 汽车振动系统的简化，单质量系统的振动即，车身质心处的联系质量为零。即，车身质心处的联系质量为零。7 同时，同时，在在 =1 的情况下，前、后的情况下，前、后轴上方车身部分的轴上方车身部分的集中质量集中质量m2f 、 m2r在垂直方向的运动在垂直方向的运动是相互独立的。是相互独立的。 于是，于是，双轴汽双轴汽车的前轴或后轴可车的前轴或后轴可

5、以简化为以简化为车身、车车身、车轮两个自由度轮两个自由度振动振动系统模型。系统模型。第三节 汽车振动系统的简化，单质量系统的振动8 车轮部分的固有车轮部分的固有频率为频率为1015Hz，如如果激振频率远离车轮果激振频率远离车轮固有频率（即固有频率（即5Hz以以下），轮胎的动变形下），轮胎的动变形很小，可忽略车轮质很小，可忽略车轮质量和轮胎的弹性，从量和轮胎的弹性，从而得到而得到车身单质车身单质量系统模型量系统模型。第三节 汽车振动系统的简化，单质量系统的振动9二、单质量系统的自由振动02qzKqzCzm 22mCn 令220mK0220zznz KmCn2020 0振动系统固有圆频率；振动系统

6、固有圆频率；阻尼比。阻尼比。第三节 汽车振动系统的简化，单质量系统的振动对车身质量运用牛顿第二定律，得微对车身质量运用牛顿第二定律，得微分方程：分方程：10齐次微分方程的解为齐次微分方程的解为tnAznt220sine第三节 汽车振动系统的简化，单质量系统的振动 有阻尼自由有阻尼自由振动时，质量振动时，质量m2以有阻尼固有频以有阻尼固有频率率220rn振动，振幅按振动，振幅按ent衰减。衰减。11 增大，增大，r r下降。当下降。当=1时，运动失去振荡特征。时，运动失去振荡特征。 汽车悬架系统阻尼比汽车悬架系统阻尼比大约为大约为0.25，r比比0只下降只下降了了3%左右，左右， 。1）与有阻尼固有频率与有阻尼固有频率r r有关有关220rn2010r20mK200212mKf第三节 汽车振动系统的简化，单质量系统的振动阻尼比阻尼比对衰减振动的影响对衰减振动的影响固有频率固有频率122）决定振幅的衰减程度决定振幅的衰减程度21AAd 111eeTtnntAA1enT212e212lndd22ln411/阻尼比阻尼比对衰减振动的影响对衰减振动的影响两个相邻的振幅两个相邻的振幅A1与与A2之比称为减振系数之比称为减振系数d由实测的衰减振动曲线得到由实测的衰减振动曲线得到d，即可确定系统的