【文章內容簡介】 將其稱為加速度的等效均值 ， 即： (825) 采用式 (825)處理汽車振動信號的典型設備有丹麥畢凱 （ Bamp。K） 公司生產的人體振動分析儀 Bamp。K2512。 該儀器處理振動信號的原理式為： (826) 式中： —— 加速度的等效均值 ， ； —— 采樣時間 ， ； —— 經頻率負荷濾波器處理后的加速度時間歷程， 。 201 ()a z fx t d tT???? ?T T3minT ?()fxtLeg2012 0 l g ( )fL e g x t d tT??? ?2601 ( )2 0 l g ( )10T atLe g d tT ?? ?LegT()atdBs2/ms 將式 (826)略作改造： (827) 120 在噪聲測量中 ， 它所對應的是痛閾的聲壓級值 ，即當噪聲達到 120 時 ， 將對人體健康構成直接危害 。 對于汽車振動而言 ， 同樣如此 ， 若測的汽車振動加速度的等效均值達到 120 ， 它也將對熱體的健康構成影響 。 比較式 (825)和 (827)發(fā)現 ， 式 (827)中除多了具有重要特征的常數項 120之外 ， 此兩式幾乎完全等價 。 顯然 ，Bamp。K2512所采用的是總的加速度加權均方根值的評價方法 。QC/T474－ 1999《 客車平順性評價指標和限值 》 中的等效均值 的限值是基于用 Bamp。K2512人體振動分析儀對大量客車進行試驗的結果提出來的 ， 因此若用 的限值指標進行評價汽車的行駛平順性 ， 則應按式 (827)對振動信號進行處理 62012 0 l g [ 1 0 ( ) ]TLe g a t d tT?? ?2011 2 0 2 0 l g ( )T a t d tT?? ?dBdBdBLegLeg頻率響應函數 在第二章第六節(jié)中介紹過兩種測量系統(tǒng)動態(tài)特性的方法 ，即正弦輸入法和脈沖輸入法 。 對于測試用儀器系統(tǒng) ， 前面的分析告訴我們 ， 脈沖輸入法是獲得測試用儀器系統(tǒng)頻率響應函數簡單易行的方法；正弦輸入法與之相比顯得費時而麻煩 。盡管如此 ， 但脈沖輸入法用在獲取整車頻率響應函數卻有一些較難克服的困難： （ 1） 汽車整車的質量和體積均很大 ， 振動系統(tǒng)復雜； （ 2） 對于大型復雜結構 ， 若用單點激振 ， 由于能量太小 ， 難達到預想的效果 ， 用多點激振 ， 欲獲得所需的頻率響應函數 ， 在技術上尚存在一定的困難 。 但正弦輸入法在有設備條件的情況下不失是一種獲取汽車整車頻率響應函數的一種有效方法 。 正弦輸入獲取汽車整車頻率響應函數的方法與第二章中介紹的用正弦輸入法求測試系統(tǒng)動態(tài)特性的方法完全相同 ， 即給汽車某一頻率 的正弦輸入 ， 用加速度傳感器測出設定測點上的輸出 ， 逐漸按一定的步長分級改變輸入正弦波的頻率 （ ） ,同步記錄輸出 。當輸入的幅值 不大時 ， 可將汽車看成是一個線性系統(tǒng) ， 如此輸出 即為： (828) 將各種頻率 下所測得輸出的幅值 與輸入幅值之比便可得到幅頻特性的離散值 (829) 各種頻率 輸入下所測得的相位差 就是相頻特性的離散值 ，將幅值比 和相位差 分別描到坐標圖上就是所測系統(tǒng)幅頻特性和相頻特性的離散序列： 1? 1 0 1( ) s inx t X t??1()yt0( ) s iniix t X t?? 1, 2 , 3, ,in? ()iyt0X()iyt( ) s in ( )i i i iy t Y t????i? iY()iHj?0() ii YHj X? ?i? i?0iYXi? 正弦輸入法求汽車整車頻率響應函數的具體步驟如下： 1) 將被測汽車置于汽車整車振動試驗臺上 ， 并在設定位置 ，如汽車前排 、 中排 、 后軸上方和后排座椅上分別裝上加速度傳感器 。 2) 分別單獨給四個車輪正弦輸入 ， 各車輪的輸入分別為 、 、 和 ， 且它們都相等 ， 即： 3) 用傳感器記錄各種不同頻率 下各車輪單獨輸入時的輸出 （ —— 輸入點的編號 ， 分別表示前左 、前右 、 后左 、 后右車輪； —— 輸出點的編號 ， 分別表示前排 、 中排 、 后軸上方和后排座椅處 ） 。 1 ()ixt 2 ()ixt 3 ()ixt 4()ixt1 2 3 4 0( ) ( ) ( ) ( ) s i ni i i i ix t x t x t x t X t?? ? ? ?i?( ) s in ( )m n i m n i i m n iy t Y t????m1, 2,3, 4m ?m 4)計算頻率響應的幅頻特性和相頻特性 (830) (831) 頻率響應函數 為： 5)在坐標紙上畫出頻率響應函數的幅值 隨頻率 變化的離散序列和相位差 隨 變化的序列圖 ， 便得到了輸入點 （ ） 到輸出點 （ ） 的幅頻特性和相頻特性 。 0() m n im n i YAj X? ?()m n i m n ij? ? ??()mn iHj?0() m n ijm n im n i YH j eX?? ??()mn iAj? i?()mn ij?? i?m 1, 2, 3, 4m ? n 1, 2,3, 4n ? 研究汽車行駛平順性常用的方法 從理論上講，先用試驗的方法測出汽車整車的頻率響應函數，然后針對頻率響應函數的幅頻特性的特點，采取適當的技術措施（調整震動參數），使之對人體最敏感頻率范圍的振動具有較強的衰減特性。式 告訴我們，汽車被測點的輸出就是路面不平所激起的震動（系統(tǒng)的輸入）經車輪到被測點之間的振動系統(tǒng)所組成的 “ 濾波器 ” 對其濾波的結果。 ( ) ( ) ( )Y j H j X j? ? ?? 從前面對獲取汽車整車頻率響應函數的討論中不難發(fā)現 ，用前面所述的一種從技術上可行的正弦輸入法獲取汽車這一復雜振動系統(tǒng)的頻率響應函數存在如下嚴重不足： (1)頻率響應函數 是單個車輪正弦輸入所獲得的結果 ， 汽車在行駛時 ， 其輸入同時來自四個車輪 ， 而系統(tǒng)多點輸入的頻率響應函數的獲取 ， 目前尚沒有一個準確易行的試驗方法； （ 2） 由車輪到汽車座椅的振動系統(tǒng) ， 它是由多個系統(tǒng)串 、 并聯(lián)所組成的復雜系統(tǒng) ， 導致汽車行駛平順性差的問題究竟出在哪一個環(huán)節(jié) ， 從 中不難獲知 ， 如此便不知從何處采取技術措施 。 正因為如此 ， 在現有的技術條件下 ， 研究汽車行駛平順性問題常不用測系統(tǒng)頻率響應函數的方法 ， 而是采用隨機輸入法或試驗模態(tài)分析法 （ 關于試驗模態(tài)分析法 ， 它是一門專門的學科 ， 有興趣的同學可以去查閱相關書籍 ） 。 下面就來討論最常用的隨機輸入法 。 ()mnHj?()mnHj? 隨機輸入法是在汽車振動傳遞的各個環(huán)節(jié)上，如車軸（或輪轂上）、車身底板及座椅上都裝上三向加速度傳感器，然后將汽車開到各種不同的典型路面（如砂石、瀝青及混凝土路面）上以不同的車速 （從某一低速，如 30開始，逐漸提高汽車行駛速度直到 ＝ 80％ ）行駛，分別測出不同路面和不同車速下的車軸、車身底板及座椅上的加速度時間歷程 （ 分別代表車軸、車身底板和座椅三個部位； 分別代表在三個不同部位中的四個不同測點 ,如 表示車軸上的第四個傳感器的輸出； 為試驗序號，一種路面用一種車速進行的試驗稱為一次試驗，如在不同路面上，每種路面測十種不同的車速，則實驗次數為 ）。 iv1v?nv maxv()mnjyt 1, 2,3m ?1, 2, 3, 4n ? 14()ytj1, 2 , , 3 0j ? 用下式計算出每次試驗各傳感器輸出的加速度均方根值 。 (832) 式中： —— 第 部位的第 個測點第 次實驗 1/3倍頻程各頻帶上的加速度均方根值； 、 —— 1/3倍頻程各頻帶的下限頻率和上限頻率； —— 采樣時間 ,為了保證測試進度 ， 應為 3～ 5 ； —— 第 部位的第 個測點第 次實驗三向加速度傳感器輸出時間歷程的富氏變換 ， 為 1/3倍頻程的頻帶序號 。 amnji?21 ()ulfa m n ji m n jif Y f d fT? ? ?amnji?m n jlf ufT T min? ?mnjiyf m n ji 若某被試車輛的行駛平順性不夠好 ， 顯然是座椅上振動的輸出不夠理想 ， 即要么是座椅上振動的輸出能量在各頻帶上分布不合理 ， 如振動能量在人體最敏感的頻率范圍 （ 垂直振動 4Hz～ 8Hz， 水平振動 1Hz～ 2Hz， 暈車界限 ～ 1Hz） 內的加速度均方根值較大；要么是振動輸出的總能量較大 ， 即各頻帶上加速度均方根值均較大 。 那么汽車行駛平順性不好原因何在呢 ？ 首先我們來看看車身底板上輸出的數值 ， 若 的數值較小 ， 則說明問題出在座椅上；若 均較大 ，則要看車軸上的輸出 ， 若 較小 ， 則說明汽車懸架設計不合理；否則說明輪胎的選用有問題 。 若只是某種路面 、 或某幾種車速 ， 座椅上的振動輸出 較大 ， 則說明振動系統(tǒng)的固有頻率設計得不合理 。 2a nji?2a nji?