汽车质心位置的计算.qicheban
质心测量汽车实验报告
一、实验目的1. 了解汽车质心的概念及其在汽车性能中的重要性。
2. 掌握汽车质心测量的原理和方法。
3. 通过实验验证汽车质心位置对汽车稳定性和操控性的影响。
二、实验原理汽车质心是指汽车整体重力在空间中的等效作用点。
汽车质心的位置对汽车的稳定性、操控性和舒适性等方面具有重要影响。
汽车质心越低，稳定性越好；质心位置靠近车辆中心，操控性越佳。
本实验采用静力学原理，通过测量汽车重力及受力情况，计算汽车质心位置。
三、实验设备1. 汽车一辆2. 弹簧秤3. 水平仪4. 检尺5. 计算器四、实验步骤1. 准备阶段（1）将汽车停放在水平路面上，确保汽车处于稳定状态。
（2）使用水平仪检查汽车是否水平。
2. 测量汽车重力（1）将弹簧秤放置在汽车前轮处，测量汽车重力G。
（2）将弹簧秤放置在汽车后轮处，再次测量汽车重力G。
3. 测量汽车质心位置（1）将汽车后轮抬起，使汽车倾斜一定角度。
（2）使用弹簧秤测量前轮受力情况，记录弹簧秤读数f。
（3）根据受力平衡原理，计算汽车质心位置：\[ h = \frac{f \times a}{G} \]其中，h为汽车质心高度，a为前轮与地面接触点到汽车质心的距离，G为汽车重力。
4. 重复实验（1）改变汽车倾斜角度，重复步骤（2）和（3），得到多个质心高度值。
（2）计算平均值，得到汽车质心高度。
五、实验结果与分析1. 实验数据实验过程中，记录了多个汽车质心高度值，如下表所示：| 汽车倾斜角度(°) | 汽车质心高度(h)(mm) || :---------------: | :-----------------: || 10 | 500 || 20 | 450 || 30 | 400 || 40 | 350 || 50 | 300 |2. 分析（1）随着汽车倾斜角度的增加，汽车质心高度逐渐降低。
（2）汽车质心高度与倾斜角度呈线性关系。
（3）汽车质心高度对汽车稳定性具有重要影响，质心越低，稳定性越好。
整车质心计算的原理
整车质心计算的原理
嘿，朋友们！今天咱就来唠唠整车质心计算的原理。
这可真是个超级重要又有意思的事儿呢！
想象一下，一辆汽车就好比是一个巨大的拼图，而质心就是这个拼图的关键节点。
比如说，你在开着车的时候，为啥车能稳稳地前进，而不是歪七扭八地跑呢？这就是质心在起作用啦！
整车质心的计算可不简单哦！它就像是一场复杂的数学游戏。
你得把车上的每个部件，从发动机到座椅，都当成一个小小的砝码。
然后，通过各种测量和计算，才能找到那个神奇的质心位置。
好比你要知道一个大箱子里各种东西怎么摆放才能平衡，这得多难呀！
咱再举个例子，你看那些赛车，为啥它们能在赛道上飞速奔驰还那么稳？就是因为工程师们精心计算了质心呀！他们就像是魔术师一样，通过调整各种部件的位置和重量，让赛车达到最佳状态。
这不是很牛吗？
你可能会问，这个质心计算到底有啥用呢？哎呀呀，用处可大了去了！它能影响到车的操控性、稳定性，甚至是安全性呢！如果质心位置不准确，那车开起来可能就会摇摇晃晃的，危险不？
总之，整车质心计算的原理真的超级重要！我们应该重视它，就像爱护自己的宝贝一样。
因为它关系到我们的行车安全和驾驶体验呀！所以，大家一定要好好了解这个神奇的原理哦！我的观点就是，整车质心计算是汽车领域里不可或缺的一部分，我们得好好琢磨它、掌握它！。
半挂车质心位置计算
半挂车质心位置计算摘要：一、半挂车质心位置的重要性1.影响车辆稳定性2.影响行驶安全3.影响燃油经济性二、半挂车质心位置的计算方法1.质心定义2.传统计算方法a.质量分布法b.几何形状法3.现代计算方法a.计算机辅助设计（CAD）b.三维扫描技术c.数值模拟法三、半挂车质心位置的调整1.前后移动2.上下调整3.调整挂车与牵引车的连接角度4.改变货物装载方式四、质心位置计算在半挂车设计和使用中的实际应用1.新车设计2.车辆改装3.行驶过程中的监控与调整五、总结正文：半挂车质心位置计算在车辆设计、使用和维护中具有重要意义。
质心是物体受到重力作用的平衡点，对于半挂车而言，质心位置会直接影响车辆的稳定性、行驶安全以及燃油经济性。
因此，准确计算和调整质心位置至关重要。
首先，我们需要了解半挂车质心位置的计算方法。
质心位置的计算依赖于车辆的质量分布和几何形状。
传统的方法包括质量分布法和几何形状法。
随着科技的发展，现代计算方法已经取得了很大进步，如计算机辅助设计（CAD）、三维扫描技术和数值模拟法等。
计算出质心位置后，需要对车辆进行调整以满足实际需求。
调整方法包括前后移动、上下调整、调整挂车与牵引车的连接角度以及改变货物装载方式等。
这些调整可以优化车辆性能，提高行驶安全性。
在半挂车设计和使用过程中，质心位置计算具有实际应用价值。
新车设计时，需要根据质心位置调整车辆的各项参数，以保证车辆性能。
在车辆改装过程中，也需要对质心位置进行重新计算和调整。
此外，在车辆行驶过程中，可以通过实时监控质心位置，对车辆进行及时调整，确保行驶安全。
总之，半挂车质心位置计算在车辆设计、使用和维护中具有重要意义。
汽车质心位置的计算教学内容
汽车质心位置的计算汽车质心位置的计算1、 质心到前轴（坐标原点）的水平距离（1） 常规公式： giXi gi a ∑⋅∑=)( ------------------------（1） 式中 a 质心到前轴的水平距离gi 各总成（或载荷）质量Xi 各总成（或载荷）到前轴的水平距离轴荷（或簧载质量）： gi LaG ∑⋅-=)1(1 LXi gi gi )(⋅∑-∑= ------------------------（2） gi La G ∑⋅=2. L Xi gi )(⋅∑= ------------------------（3） 式中 1G 前轴负荷（或前簧载质量）2G 后轴负荷（或后簧载质量）L 轴距（2） 先求轴荷再算质心位置: ⎥⎦⎤⎢⎣⎡⋅-∑=gi L Xi G )1(1 ------------------------（2a ） ⎥⎦⎤⎢⎣⎡⋅∑=gi L Xi G 2 ------------------------（3a ）)1(12GG L G G L a -⋅=⋅= ------------------------（4） 式中 gi G G G ∑=+=21 总负荷（或簧载总质量）2、 质心离地高度常规公式： gihi gi h ∑⋅∑=)( -------------------------（5） 式中 h 质心到地面的高度hi 各总成（或载荷）离地高度*注：可以先算出)(hi gi ⋅∑再除以gi ∑，也可以先算出)(gihi gi ∑⋅再合成。
3、 各种质心的分别计算和合成（1） 分别计算：① 空载、满载状态的质心位置空载: gi 不包括乘员或/和载荷，仅包括相关总成。
满载: gi 包括乘员或/和载荷以及相关总成。
② 簧载质量、非簧载质量的质心位置簧载质量：gi 只包括属于簧载质量的总成，或者还包括乘员或载荷。
非簧载质量：gi 只包括属于非簧载质量的总成。
（2） 状态的合成1） 整车状态-----包括簧载与非簧载质量① 质心到前轴的水平距离： G a G a G a u u S S g ⋅+⋅=GL G a G u S S ⋅+⋅=2 ------------------------------（6） 式中 S G 簧载总质量21u u u G G G += 非簧载总质量1u G 前轴非簧载质量2u G 后轴非簧载质量u S G G G += 整车总质量g a 整车质心到前轴的水平距离S a 簧载质量质心到前轴的水平距离u a 非簧载总质量的质心到前轴的水平距离② 质心离地高度 G h G h G hg u u S S ⋅+⋅=GR G G h G u u S S ⋅++⋅=)(21 ---------------------------（7）式中 hg 整车质心离地高度S h 簧载质量的质心离地高度R h u = 非簧载质量的质心离地高度，一般设定为车轮静力半径R 。
汽车重心及轴荷分配计算
汽车重心及轴荷分配计算 The following text is amended on 12 November 2020.
一、 整车重心及轴荷分配计算：
1. 车辆各部件重心位置
2. 部件重心位置列表
x,y ——部件重心位置
m ——部件重量
3.重心位置及轴荷验算：
轴荷计算：
公式： G 2=∑m i x i /L
（1） G 2——中、后轴轴荷 kg
m i ，x i ——部件重量和部件重心水平位置
L ——汽车轴距+650 ㎜
将列表数据带入公式（1）
G 2=18900㎏ 前轴 G 1=6100㎏ （%）
按汽车厂提供数据，前轴允许载荷6500㎏,中，
后轴允许载荷19000㎏
结论：满足使用条件。
汽车重心纵向位置计算：
公式： L 1=G 2L/G L 2=G 1L/G
G ——汽车总质量
代入数据： L 1=3780㎜ L 2=1220㎜
满载时汽车重心高度计算：
公式： h=∑m i y i /G (2)
y i ——部件重心高度 h ——汽车重心高度
将列表数据代入公式（2）
h=1770㎜
空载时汽车重心高度计算：
仍用公式（2），减去垃圾重量
hg=1174㎜
二、 汽车侧翻条件验算：
公式： tg β=B/2h (3)
β——汽车侧倾稳定角 B——汽车轮距 B=1860㎜
代入数据： tgβ= β=°≥32°
结论：满足使用条件。
三、危险工况校核计算：
该车在垃圾箱满载，用拉臂钩将垃圾箱拉上车，垃圾箱后轮临界脱离地面时，以汽车不翘头（即前轴负荷≥0）为安全。
专用汽车质心位置计算及验证方法
（ ２ ） 满载水平质 心位置计算 。
Ｌ 满一旦 满
一
————— ■———一 芏眉影 Ｆ ｚ 卜
± 型 坠
（ 至后桥水平
车设 计 中是相 当重要参数 之一 。质心 高度对 专用汽 车 式中 ： １ （ １ １ ＋１ ２ ） 一底 盘轴距 ； 的使 用性能有重要 的影 响。一 般车辆 的纵 向稳 定性都 Ｇ 空一整车整备质量 ； 能满足要求 ， 而侧 向稳定性对 厢式汽 车 、 罐式 汽车和集 Ｇ 满一满载总质量 ； 装箱运输车等质 心较 高 的专用 汽 车来 说 ， 就 需要 认真 ｇ 空 一 空载前轴质量 ； 考虑 了。质心过高 ， 很易导致 车辆横 向失稳 ， 特别是 弯 Ｚ 空一 后轴轴载质量 ； 道行驶时 ， 易造成侧 向倾 翻 ， 操 纵稳定性 和侧倾 稳定性 ｇ 满一满载前轴质量 ； 越不好 ， 质心高度达到一定值 时 ， 这两 项指标 就很难合 Ｚ 满一后 轴轴载质量 。 格 。因此 ， 使用厢式汽车和集装 箱运输 车时 ， 除选用质 １ ． ２ 垂直质心高度位置计算 心较低 的车辆 以外 ， 还应 注意合理配 载 ， 即将 密度较 大 （ １ ） 整车质心高度 。 的货物尽可能地 装在其 箱 （ 厢） 的下部 ， 而密 度较 小 的 Ｅｇ ｉ ｘ ｙ ｉ 货物则应装在 上部 ， 以保 证专 用汽 车 的行驶 稳 定性 和 ｈ ｇ 一 可 安全性 。因此质心高度就成 为确定汽 车质心 位置 的关 式 中： ｇ ｉ 一 整车各总成 的质量 ；
关键词 ： 专 用汽 车 ； 质心位 置； 质 量反 应 法
中图分类号 ： Ｔ Ｂ Ｏ 引言
文献标识码 ： Ａ
文章编 号 ： １ ６ ７ ２ — ３ １ ９ ８ （ ２ ０ １ ５ ） １ ０ — ０ １ ８ ５ － ０ ２
质心位置的求法
质心位置的求法
质心是物体内部所有质量点的平均位置，是一个物体的几何中心。
它在三维空间中的坐标表示为(x,y,z)，其中x、y、z分别为物体在三个坐标轴上的质心位置坐标。
在静力学和力学中，质心位置的求法可以通过以下步骤来实现：
1. 将物体划分为无数个微小的质量点，每个质量点的质量可以表示为dm 。
2. 对于一个三维物体，其质心坐标可以用以下公式计算：
x = (1/M) * ∫(x*dm)
y = (1/M) * ∫(y*dm)
z = (1/M) * ∫(z*dm)
其中M为整个物体的质量，∫表示对整个物体积分。
3. 对于一个平面物体或线段，质心坐标可以用以下公式计算：
x = (1/M) * ∫(x*dm)
y = (1/M) * ∫(y*dm)
其中M为整个物体的质量，∫表示对整个物体积分。
4. 对于一个质点系，质心坐标可以用以下公式计算：
x = (Σ(mixi)) / M
y = (Σ(mi*yi)) / M
z = (Σ(mi*zi)) / M
其中mi表示第i个质点的质量，xi、yi、zi表示第i个质点在三个坐标轴上的位置，M为整个质点系的总质量，Σ表示对i从1到n求和，n为质点的数量。
通过上述公式，可以精确地计算物体的质心位置。
两轴车辆质心位置计算方法
1．范围本标准描述了确定ISO 3833中定义的两轴道路车辆质心位置的方法。
可能有其它方法或使用更详细、更复杂的方法和设备，如倾斜桌面和摇篮。
2．参考标准本文参考的以下标准包括构成本国际标准的规范。
标准发布时，该版本有效。
所有标准都以修订版为准，并鼓励认同本标准的团体研究使用以下标准文件的最新版本的可能性。
对于未标注日期的参考，使用涉及的标准文件的最新版本。
ISO和IEC成员仍是现行有效国际标准的注册会员。
ISO 612：1978，道路车辆——机动车和牵引车尺寸——术语和定义ISO 3833：1977，道路车辆——类型——术语和定义ISO 8855：1991，道路车辆——汽车动态和持地能力——词汇3．试验条件3.1操作和其它液体燃油箱应完全装满。
如果由于汽车倾斜，按照4中的测量方法，其它液体的位移（操作和其它件），很大，则应考虑这一点。
3．2载荷条件，悬架和机械件任何负荷都应固定到位以免汽车倾斜而移动。
汽车装载到所需载荷条件后，应卡住车轮悬挂，以免由于汽车倾斜而发生变形。
这也适用于由于悬置变形可能影响试验结果的其它零件。
举升汽车时，变速箱应置于空档。
松开驻车制动；只有卡紧或用其它方式才能防止一个轴上的车轮滚动。
前轮尽可能保持指向正前方。
4．测量方法4.1汽车处于水平，按照ISO 612和ISO 8855规定的尺寸，测量并记录：lleft，左轴矩，单位毫米；lright，右轴矩，毫米；bf1前轮矩，毫米；br1，后轮矩，毫米；m1，左前轮荷，单位公斤；m2，右前轮荷，公斤；m3，左后轮荷，公斤；m4，右后轮荷，公斤；rstat1，左前静态载荷半径1），毫米；rstat2，右前静态载荷半径1），毫米；rstat3，左后静态载荷半径1），毫米；rstat4，右后静态载荷半径1），毫米；4.2逐步举起一个轴（建议分三步或多步）。
记录每个位置时另一轴的轴荷和举升角。
最大举升角取决于测量轴荷所用标尺的精确度。
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汽车质心位置的计算
燕山大学
车辆与能源学院
裴永生
2011年12月7日
汽车质心位置的计算
1、 质心到前轴（坐标原点）的水平距离
（1） 常规公式： gi
Xi gi a ∑⋅∑=)( ------------------------（1）
式中 a 质心到前轴的水平距离
gi 各总成（或载荷）质量
Xi 各总成（或载荷）到前轴的水平距离
轴荷（或簧载质量）： gi L
a G ∑⋅-=)1(1 L Xi gi gi )(⋅∑-∑= ------------------------（2） gi L
a G ∑⋅=
2 L Xi gi )(⋅∑= ------------------------（3）
式中 1G 前轴负荷（或前簧载质量）
2G 后轴负荷（或后簧载质量）
L 轴距
（2） 先求轴荷再算质心位置: ⎥⎦
⎤⎢⎣⎡⋅-∑=gi L Xi G )1(1
------------------------（2a ） ⎥⎦⎤⎢⎣⎡⋅∑=gi L Xi
G 2 ------------------------（3a ）
)1(12G
G L G G L a -⋅=⋅= ------------------------（4）
式中 gi G G G ∑=+=21 总负荷（或簧载总质量）
2、 质心离地高度
常规公式： gi
hi gi h ∑⋅∑=)( -------------------------（5）
式中 h 质心到地面的高度
hi 各总成（或载荷）离地高度
*注：可以先算出)(hi gi ⋅∑再除以gi ∑，也可以先算出)(
gi
hi gi ∑⋅再合成。
3、 各种质心的分别计算和合成
（1） 分别计算：
① 空载、满载状态的质心位置
空载: gi 不包括乘员或/和载荷，仅包括相关总成。
满载: gi 包括乘员或/和载荷以及相关总成。
② 簧载质量、非簧载质量的质心位置
簧载质量：gi 只包括属于簧载质量的总成，或者还包括乘员或载荷。
非簧载质量：gi 只包括属于非簧载质量的总成。
（2） 状态的合成
1） 整车状态-----包括簧载与非簧载质量
① 质心到前轴的水平距离： G a G a G a u u S S g ⋅+⋅=
G
L G a G u S S ⋅+⋅=2 ------------------------------（6）
式中 S G 簧载总质量
21u u u G G G += 非簧载总质量
1u G 前轴非簧载质量
2u G 后轴非簧载质量
u S G G G += 整车总质量
g a 整车质心到前轴的水平距离
S a 簧载质量质心到前轴的水平距离
u a 非簧载总质量的质心到前轴的水平距离
② 质心离地高度 G h G h G hg u u S S ⋅+⋅=
G
R G G h G u u S S ⋅++⋅=)(21 ---------------------------（7）
式中 hg 整车质心离地高度
S h 簧载质量的质心离地高度，高度取车轮的直径；
R h u = 非簧载质量的质心离地高度，一般设定为车轮静力半径R 。
*注：①前、后轴非簧载质量的质心水平位置可设定就在前、后 轴的轴线上。
②前、后轴非簧载质量的质心垂直位置可设定都在车轮中心上。
③公式（6）、（7）经移项处理，可用来计算分离的簧载或非簧载质量的质心位置。
2） 满载状态------包括空载加乘员或货物
① 质心到前轴的水平距离 a p
p G a G a G a ⋅+⋅=00
------------------------（8）
式中 0G 空载总质量（整车或簧载质量）
0a 空载总质量的质心到前轴的水平距离
p a G G G +=0 总质量（整车或簧载质量）
p G 乘员或货物总质量
p a 乘员或货物总质量的质心到前轴的水平距离
对于乘员：
pi G p ∑=
-------------------------（9）
pi X pi a pi p ∑⋅∑=)
(
------------------------（10）
式中 pi 单个乘员质量
pi X 单个乘员质心到前轴的水平距离
对于货物：其总质量设定为均匀分布，质心位于货箱中心线。
② 质心离地高度 a p
p G h G h G h ⋅+⋅=00
-----------------------（11）
式中 0h 空载总质量的质心离地高度（整车或簧载质量）
p h 乘员或货物总质量的质心离地高度
对于乘员： pi h pi h pi p ∑⋅∑=)
(
-----------------------（12）
式中
h单个乘员的质心离地高，应按其坐姿或立姿取值，坐
pi
姿高度为(车轮直径+600mm),立姿高度为（车轮直径+850mm）对于货物：一般按均布货物总高度为600mm考虑，即按货物质心高出货箱底板300mm计算，货箱底板高度为（车轮直径+车轮跳动的动挠度+50mm）。
*注：式（8）、（11）按
G含或不含非簧载质量u G，其计算结果
则为整车的或簧载质量的满载质心位置。
裴永生 2011年12月7日。