汽车理论 第六章

第六章
6.l 、设通过座椅支承面传至人体垂直加速度的谱密度为一白噪声，
Ga ( f )=0.13
2m -⋅s 。

求在0.5～80H Z 频率范围加权加速度均方根值a w 和加权
振级L aw ，并由表6-2查出相应人的主观感觉。

答：2
1
80
5.02
])()([df f G f W a a w ⎰⋅=
2
1
80
5
.125.1244
2
25
.0]5
.121.011.041.0*5.0[df f df df f df ⎰⎰⎰
⎰+⋅⋅+⋅⋅+⋅=
28.24=
⇒)
(200a a Lg L w
aw
=
70.147)10
28
.24(206==-Lg
查173P 图知：人的主观感觉为极不舒适。

6.2、设车速u =20m ／s ，路面不平度系3
80
q 10*56.2)(G m n -=，参考空间频率n o =0.1-1
m 。

画出路面垂直位移、速度和加速度)(G q f 、)(G q f 、)(G q f 的谱图。

画图时要求用双对数坐标，选好坐标刻度值，并注明单位。

解：22
822
0q 20*1.0*10*56.2)()(G f
f u n n G f q -==
2
9
1
10*12.5f -= 20*1.0*10*56.2*4)(4)(G 2
822
02q -==ππu n n G f q -710*2.02=
228422
04q *1.0*10*56.2*16)(16)(G f uf n n G f q -==ππ
2-710*99.3f =
画出图形为：
6.3、设车身－车轮二自由度汽车模型，其车身部分固有频率f o ＝2Hz 。

它行驶在波长λ=5m 的水泥接缝路上，求引起车身部分共振时的车速u n (km/h)。

该汽车车轮部分的固有频率f t =10Hz ，在砂石路上常用车速为30km/h 。

问由于车轮部分共振时，车轮对路面作用的动载所形成的搓板路的波长λ=? 答：①当激振力等于车辆固有频率时，发生共振，
所以发生共振时的车速为：
2*5u 0a =⋅=f λ
s m /10=
②搓板路的波长 ：
m 6
5106.3/30==λ
6.4、设车身单质量系统的幅频 |z ／q | 用双对数坐标表示时如习题图6所示。

路面输入谱与题6.2相同。

求车身加速度的谱密度)(f G z
，画出其谱图，并
计算0.1～10Hz 频率范围车身加速度的均方根值z σ。

答：①
)()2()(02
n G q
z
f f G q z ⋅⋅=π
⎪⎩⎪⎨⎧<<=⋅=<<=⋅⋅=----时时)101(10*10*02.1)(10
)*2()11.0(10*02.1)(1)*2())
10lg(1(20))10lg(1(22
202f n G f f f n G f f q f q ππ
2
1
10
1.02
])([df f G z z ⎰= σ
2
1))
10lg(1(10
1
2
2
1
1
.02
]
10
*10*02.110*02.1[df df f f ---⎰⎰+=
6.5、上机计算作业(报告应包括：题目、计算说明、程序清单、结果分析)。

车身－车轮双质最系统参数：f o =1.5Hz 、ζ=0.25、γ=9、μ=10。

“人体—座椅”系统参数：f s =3Hz 、ζ
s ＝0.25。

车速u =20m/s ，路面不平度系数G q (n o )=2.56×-8
10
，参考空间频率
n o =0.1-1
m 。

计算时频率步长△f ＝0.2Hz ，计算频率点数N ＝180。

1）计算并画出幅频特性|z 1／q |、|z 2／z 1|、|p ／z 2|和均方根值谱)(G z f 、
)(G 2z f 、)(G a f 谱图。

进—步计算q σ、1z σ、2z
σ、a σ、w a 、aw L 值。

2)改变“人体—座椅”系统参数：f s =1.5～6Hz 、ζ
s ＝0.125～0.5。

分析w a 、
aw L 值随f s 、ζs 的变化。

3)分别改变车身—车轮双质量系统参数：f o ＝0.25～3Hz 、ζ=0.125～0.5、γ=4.5～18、μ=5～20。

绘制z σ、σfd 、σFd/G 三个响应量均方根值随以上四
个系统参数变化的曲线。

提示：本题可简单利用matlab 软件求出各数值，并作出相应的图。

6.6、设前、后车轮两个输入的双轴汽车模型行驶在随机输入的路面上，其质量分配系数ε＝1，前、后车身局部系统的固有频率均为f o ＝2Hz ，轴距L ＝2.5m 。

问引起车身俯仰角共振时的车速u a =? 相应随机路面输入的λ=? 答：。