【正文】 （ 324） 可以看出，此時(shí)路面速度功率譜密度幅值在整個(gè)頻率范圍為一常數(shù)，即為一“白噪聲”，幅值大小只與不平度系數(shù) ? ?0nGq 有關(guān)。由隨西南交通大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 20頁 機(jī)振動(dòng)理論可知，如果已知輸入的路面譜及確定的汽車系統(tǒng)固有特性，就可以 求出車身或座椅的相應(yīng)譜，與已制定的 標(biāo)準(zhǔn)相比即可評(píng)價(jià)其平順性好壞或分析汽車振動(dòng)系統(tǒng)參數(shù)對(duì)各響應(yīng)物理量的影響，從而進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)。車輪再經(jīng)過具有一定彈性和阻尼的輪胎支撐在不平的路面上。 目前，我國 道路條件 日趨完善。 （ 3）沒有考慮實(shí)際的使用工況。但是，任何 兩條承受界限的 1/3 倍頻程幅值之比 在各個(gè)中心頻率上都是相同的。前人的試驗(yàn)和研究結(jié)果表明， wa 和 吸收功率 avP 之間保持著相同的變化趨勢(shì)。積分評(píng)價(jià)法對(duì)振動(dòng)激勵(lì)的頻譜分量的改變靈敏度也 較西南交通大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 10頁 低，甚至如果在某一窄帶中的加速度值遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過許用界限，但在其他頻帶中，加速度值 的降低，這可能就不會(huì)影響積分評(píng)價(jià)指標(biāo)值。這是時(shí)域里確定的吸收功率法。 西南交通大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 6 頁 圖 212 人體坐姿受振模型 （ 1） 1/3 倍頻帶評(píng)價(jià)方法 其核心內(nèi)容是，根據(jù)人體對(duì)不同頻率、不同方向的機(jī)械振動(dòng)的平均忍受能力（表達(dá)為一定強(qiáng)度下的允許承受時(shí)間或一定承受時(shí)間下的允許忍受程度）制定了三個(gè)評(píng)定準(zhǔn)則界限，即： 暴露極限、疲勞 工效降 低界限（ FDT ）、舒適降低 界限 ( CDT )。但是到目前為止，還沒有通用的指標(biāo)系統(tǒng)。 總而言之，要達(dá)到改善汽車行駛平順性的要求，必須有恰當(dāng)?shù)脑囼?yàn)方法和實(shí)用的評(píng)價(jià)指標(biāo)，之后才能進(jìn)行合理、正確的試驗(yàn)驗(yàn)證，并研究改善平順性的途徑。所西南交通大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 2 頁 以，從人們的要求，產(chǎn)品質(zhì)量發(fā)展方面來看，改善汽車行駛平順性顯得十分重要，對(duì)汽車的行駛平順性的研究也就具有了十分重要的意義。幾乎所有反映汽車振動(dòng)特性的物理量（頻率、振幅、速度、加速度、功率、能量等）都有人試圖用來作為平順性的評(píng)價(jià)指標(biāo) 。其缺陷在于沒有 同時(shí) 考慮不同頻率加速度均方根 值 的影響及不同方向振動(dòng)的影響。 作者簽名： 日 期： 西南交通大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 第 Ⅳ 頁 摘 要 本文主要從理論上 對(duì) 當(dāng)前國內(nèi)外 汽車行駛平順性的評(píng)價(jià)方法 及其指標(biāo) 進(jìn)行分析 。隨著人們生活水平的提高和汽車工業(yè)的迅速發(fā)展，汽 車在行駛過程中的操縱性能和乘坐舒適性已越來越受到人們的重視。許多國家都參照它進(jìn)行汽車平順性的評(píng)價(jià)。因此，人們對(duì)改善汽車平順性能的要求日益提高。 西南交通大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 3 頁 ? 汽車實(shí)際的行駛速度是復(fù)雜多變，因此，進(jìn)行汽車行駛平順性評(píng)價(jià)時(shí)， 根據(jù)汽車實(shí)際行駛速度的時(shí)間百分率的概率分布，從積累疲勞觀點(diǎn)從發(fā)，對(duì)不同汽車行駛平順性進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)比較。 在前人的大量研究基礎(chǔ)上，顯然發(fā)現(xiàn)，加速度值是 合適的指標(biāo)量。即， 1/3 倍頻帶認(rèn)為，許多 1/3 倍頻帶中對(duì)人體產(chǎn)生影響最大的，主要是由人體感覺的振動(dòng)強(qiáng)度最大的（折算到人體敏感頻帶范圍以后）那一個(gè) 1/3 倍頻帶所造成。 圖 221 相同承受時(shí)間的不同振動(dòng)曲線 ISO2631 國際標(biāo)準(zhǔn)的“總的加權(quán)加速度均方根值”的評(píng)價(jià)方法簡稱“積分評(píng)價(jià)法”。 同時(shí)，根據(jù)吸收功率法的概念可知，實(shí)測(cè)的實(shí)驗(yàn)對(duì)象必須是真人或者推薦的模擬的人。但是只要給出一個(gè)確定的 譜密度 ? ?fGa ，且給定積分限 12 ff、 時(shí)，就必然有對(duì)應(yīng)的常數(shù)，使得： ? ? ? ?常數(shù)42 CcG a ? ? ? ? ?常數(shù)53 CcG a ? 故 avP 和 ?a 的關(guān)系可表示為： 西南交通大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 12 頁 ? ? 21 wav aGcAP ，? （ 237） ? ?GcA ，1 表示隨譜密度 ??fG 的形式而變化。 GB497085 評(píng)價(jià)方法中制定以? ? vavTT wFDCD ?? ， ，輔助以 vavP w ?? ,av 的評(píng)價(jià)方法 ，相對(duì)于 ISO2631 標(biāo)準(zhǔn)及吸收功率法而言更合理一些。 對(duì) 于 在前兩者基礎(chǔ)上提出的國家標(biāo)準(zhǔn) GB4970,本章也做了簡短的分析。 圖 311 五自由度汽車振動(dòng)系統(tǒng) 根據(jù)拉格朗日定理列平衡方程，化簡整理為： 西南交通大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 17頁 ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ?222 2 1 2 1 2 1 2 1 2 3 2 1 2 3 2 1205 4 5 2 2 05 4 5 2 2222 2 1 2 1 2 3 2 1 2 2 2 1 2 2 2 105 5 5 20f f f f f f f r r r r r rf r f rr f f f f f f r r r r r rfZ r Z Z Z Z r Z Z Z Zd c d cr Z Z Z Z Z ZL L L LZ r Z Z Z Z r Z Z Z Zdr Z ZL? ? ? ? ? ?? ? ?? ? ? ? ? ??? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ???? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ?22 05 5 5 2 2221 0 2 1 0 2 1 1 1221 0 2 1 0 2 1 1 125 5 5 2 2 5 5 2 20000r f rf f f f f f f f f fr f r r r r r r r rf r f rc d cZ Z Z ZL L LZ r Z Z Z Z ZZ r Z Z Z Z Zd c d cZ r Z Z Z Z Z ZL L L L??? ? ?? ? ??????????? ? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ? ??? ? ? ? ? ? ???? ? ? ? ? ? ???? ? ? ?? ? ? ? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ? ?? （ 311） 式 中： 2 2 2 2 2 2 2 21 2 3 4 52 2 2 2 2, , , ,a b a b a a c a b b c? ? ? ? ?? ? ? ? ?? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ?； 2 1 22 2 2 2 2 2 2 2552 1 22 2 0 5 1 1 5 0 01 1 5 1 1, , , , , , ,f f fr r rf r f r f rf r f rk k kkkk k kM M M M M M M M? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ?； 2255 220 5 0 0 5 2 25 1 1 5, , , , ,ffrrf r f rfrcccc ccr r r r r rM M M M M M? ? ? ? ? ?。 圖 313 雙軸汽車簡化的平面模型 由式（ 315）可看出，當(dāng) 1?? 時(shí)，聯(lián)系質(zhì)量 2 0cm ? 。 表中還同時(shí)列出了 11 ?? mnm ＜＜ 范圍路面不平度相應(yīng)的均方根值 。 ??IX1 ， ??IX2 的自譜、互譜分別為 ? ? ? ?1 1 2 2,x x x xG n G n及 ? ? ? ?1 2 2 1,x x x xG n G n。兩個(gè)前輪遇到的不平度為 ? ? ? ?11q I x I? ， ? ? ? ?32q I x I? 。當(dāng)ω =2 時(shí)， ??nGq 與 2λ 成正比， ??nGq 是不平度幅值的均方根值譜密度，故 ??nGq 又與不平度幅值的平方成正比，所以不平度幅值 0q 大致與波長λ成正比。當(dāng)前遇到路面不平度而引起振動(dòng)時(shí)，質(zhì)量 2fm 運(yùn)動(dòng)而質(zhì)量 2rm 不運(yùn)動(dòng)；反之亦然。車軸（橋）、車輪、輪胎及裝配在上面的制動(dòng)器、差速器等簡化為一組并聯(lián)的彈簧及阻尼器，經(jīng)過上述的簡化 得到整車的物理模型。 因此是一個(gè)復(fù)雜 的震動(dòng)系統(tǒng)，應(yīng)根據(jù) 所分析的問題進(jìn)行簡化，抓住主要矛盾，把復(fù)雜車輛抽象簡化為比較簡單的振動(dòng)力學(xué)模型。 （ 1）由于沒有把頻率的影響因素直接反映出來。 1/3 倍頻帶評(píng)價(jià)方法的承受時(shí)間的計(jì)算 1/3 倍頻帶評(píng)價(jià)方法評(píng)價(jià)汽車的平順性時(shí)， 是把“疲勞－工效降低界限”及由計(jì)算或頻譜分析儀處理得到的 1/3 倍頻帶的加速度均方值畫在同一張頻譜圖上。 兩種評(píng)價(jià)指標(biāo)間的相關(guān)性 目前，世界上評(píng)價(jià)汽車行駛平順性能時(shí)，絕大多數(shù)國家采用的是 ISO2630 國際標(biāo)準(zhǔn)和吸收功率法。其優(yōu)點(diǎn)在于：此方法能夠比較全面地評(píng)價(jià)振動(dòng)激勵(lì)的強(qiáng)度。規(guī)定中，振動(dòng)感覺越敏感，加權(quán)系數(shù)越大。 一 ISO2631 標(biāo)準(zhǔn) 20 世紀(jì) 70 年代， 國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ ISO）在綜合大量有關(guān)人體全身振動(dòng)的研究成果的基礎(chǔ)上 ， 制定了 國際標(biāo)準(zhǔn) IS02631 《人體承受全身振動(dòng)的評(píng)價(jià)指南》 ，并于1978 年修訂 1 次， 1985 年修訂后重新發(fā)表 IS02631 /1—— 1985《人體承受全身振動(dòng)評(píng)價(jià)第一部 分：通用要求 》 ，該標(biāo)準(zhǔn)推薦的 1 /3 倍頻程分別評(píng)價(jià)方法、總加權(quán)值評(píng)價(jià)方法及其評(píng)價(jià)指標(biāo)，適用于 1～ 80 Hz 頻率范圍內(nèi)對(duì)人體承受的全身振動(dòng)評(píng)價(jià)。 西南交通大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 4 頁 第 2 章 汽車行駛平順性 評(píng)價(jià)指標(biāo)體系 現(xiàn)有的主要幾種評(píng)價(jià)指標(biāo) 汽車行駛時(shí)，由于路面的不平度以及發(fā)動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)系和車輪等旋轉(zhuǎn)部件激勵(lì)等因素激起汽車的振動(dòng)和噪音，從而影響駕乘人員的乘坐舒適性、工作效率和身體健康；振動(dòng)也影響所運(yùn)貨物的完好性；振動(dòng)還在汽車上產(chǎn)生動(dòng)載荷，加速零件磨損，導(dǎo)致疲勞失效。 計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)和應(yīng)用，電子測(cè)試技術(shù)的飛速發(fā)展，使得汽車行駛平順性試驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集和處理更加合理與精確。 國民經(jīng)濟(jì)與學(xué)術(shù)理論 意義 汽車行駛平順性是汽車的重要使用性能之一。 本文主要研究目前國內(nèi)外汽車平順性的主要評(píng)價(jià)方法。由于各種方法及其指標(biāo)的著重點(diǎn)和 出 發(fā)點(diǎn)不同，因此存在一定的區(qū)別或差異。目前各種平順性評(píng)價(jià)方法及其指標(biāo) 都存在一些 缺陷和不足 。影響汽車平順性的因素是多方面 的，同時(shí)對(duì)汽車平順性的評(píng)價(jià) 也顯得十分復(fù)雜。特別是長途客車和旅游客車。指標(biāo)體系的科學(xué)建立，反映了該門學(xué)科的發(fā)展水平及 完善程度。研究平順性的主要目的就是控制汽車的振動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性，使振動(dòng)的“輸出”在給定工況 的“輸入”下不超過一定得界限，以保持乘員的 舒適性。 ISO26311： 1997（ E）標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了圖 212 所示的人體坐姿受振 模型。 吸收功率法認(rèn)為， 人體 在一定范圍內(nèi) 是一彈性 線形體，考慮到人體接受的振動(dòng)能量和沿全身傳遞，其振動(dòng)能量的時(shí)間變化率為吸收功率 。同時(shí)低頻和 高頻的振動(dòng)激勵(lì)所引起的生理變化不同，盡管其激勵(lì)是同時(shí)作用的，但反應(yīng)不同，人所接受的程度也不一樣。 在 ISO2631 國際標(biāo)準(zhǔn)中， 1/3 倍頻帶評(píng)價(jià)方 法的主要指標(biāo)是 FDT (疲勞限 ), CDT （降低舒適性限），而總的加速度均方根值的評(píng)價(jià)指標(biāo)為 wa （加速度加權(quán)均方根值）。為了能 指出具體的承受時(shí)間，方便用承受時(shí)間來評(píng)價(jià)汽車行駛平順性好壞，給實(shí)際使用帶來方便，在此，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)中給出的幾個(gè)承受時(shí)間的 1/3 倍頻程幅值，用多項(xiàng)式插值方法在計(jì)算機(jī)上擬合出相應(yīng)的多項(xiàng)式曲線，從而能求出在某一中心頻率上相應(yīng)的幅值所對(duì)應(yīng)的承受時(shí)間 。 （ 2）由于在不同的車速段，汽車的評(píng)價(jià)指標(biāo) ? ?CDFDTT 并不按 v（車速）規(guī)律變化 。簡化的主要的原則是：根據(jù)所討論問題的需要和精度要求，從等效線性 化的角度可以將汽車簡化為滿足精度要求的等效的線性系統(tǒng)模型。該質(zhì)量通過懸架系統(tǒng)與車軸、車輪相連接。 在遠(yuǎn)離車輪部分固有頻率 tf （ 10～ 15Hz）的較低激振頻率范圍（如 5Hz 以下），輪胎變形很小，忽略其彈性與車輪質(zhì)量，可得到分析車身垂直振動(dòng)的最簡單的單質(zhì)量系統(tǒng)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在我國等級(jí)公路路面譜也基本上在 A、 B、 C 三級(jí)范圍之內(nèi)，只是 B、 C 級(jí)路面所占得比重比較大。 圖 333 四輪汽車示意圖 在分析汽車有 1 2 3,q q q 和 4q 四個(gè)輸入的振動(dòng)傳遞時(shí)，要掌握四個(gè)車輪輸入的自譜和四個(gè)車輪 彼此間的互譜共 16 個(gè)譜量 ? ?? ?, 1, 2, 3, 4ikG n i k ? ， 其中 12 個(gè)互譜兩兩共軛。 當(dāng)?shù)缆凡黄蕉葹楦咚狗植嫉钠椒€(wěn)隨機(jī)過程時(shí)，由隨機(jī)過程的振動(dòng) 理論可知，其振動(dòng)響應(yīng)仍是平穩(wěn)隨機(jī)過程，在頻域內(nèi)有如下關(guān)系式： ? ? ? ? ? ? ? ?11nny j k j kjkG H H G? ? ? ????? ??