41吉林大学远程网络教育余志生汽车理论课件杨志华48讲

汽车理论第四十一讲主讲教师：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f0和阻尼比ζ对振动响应的影响；介绍悬架系统固有频率f0和阻尼比ζ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，单质量系统的振动返回目录3当，并忽略轮胎阻尼后，汽车立体模型可简化为平面模型。车身质量有垂直、俯仰、侧倾3个自由度，4个车轮质量有4个垂直自由度，整车共7个自由度。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4四自由度平面模型四个自由度：前轮的垂直运动后轮的垂直运动车身质心的垂直运动车身绕质心的俯仰运动对于车身部分，可以把随质心的平动和绕质心的转动，简化为前轴上方车身的垂直运动和后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、前轴上方和后轴上方三个质点。52c2r2f2mmmm0r2f2bmam2r22f222bmammIyy1）总质量保持不变2）质心位置不变3）转动惯量保持不变abmmbLmmaLmmyyy222c222r222f1第三节汽车振动系统的简化，单质量系统的振动简化前后应满足以下三个条件解得令—悬挂质量分配系数。aby2602c222r222fmbLmmaLmmyy对于大部分汽车，=0.8～1.2，即接近1。当=1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。7同时，在=1的情况下，前、后轴上方车身部分的集中质量m2f、m2r在垂直方向的运动是相互独立的。于是，双轴汽车的前轴或后轴可以简化为车身、车轮两个自由度振动系统模型。第三节汽车振动系统的简化，单质量系统的振动8车轮部分的固有频率为10~15Hz，如果激振频率远离车轮固有频率（即5Hz以下），轮胎的动变形很小，可忽略车轮质量和轮胎的弹性，从而得到车身单质量系统模型。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02qzKqzCzm22mCn令220mK0220zznzKmCn202ω0—振动系统固有圆频率；ζ—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，得微分方程：10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有阻尼自由振动时，质量m2以有阻尼固有频率220rn振动，振幅按ent衰减。11ζ增大，ωr下降。当ζ=1时，运动失去振荡特征。汽车悬架系统阻尼比ζ大约为0.25，ωr比ω0只下降了3%左右，。1）与有阻尼固有频率ωr有关220rn2010r20mK2002π12πmKf第三节汽车振动系统的简化，单质量系统的振动阻尼比ζ对衰减振动的影响固有频率122）决定振幅的衰减程度21AAd111eeTtnntAA1enT212πe212πlndd22ln4π11/阻尼比ζ对衰减振动的影响两个相邻的振幅A1与A2之比称为减振系数d由实测的衰减振动曲线得到d，即可确定系统的阻尼比ζ。阻尼比越大，振幅衰减得越快第三节汽车振动系统的简化，单质量系统的振动1321AAdd22ln4π11/KmCn20220mK