汽车悬架系统固有频率和阻尼比测试实验PPT(共19页)
GB4783-84汽车悬挂系统的固有频率和阻尼比测定方法
中华人民共和国国家标准UDC 629.113.013汽车悬挂系统的固有频率和阻尼比621.113.07测定方法GB 4783—84 Method of measurement for natural frequencyand damping ratio—Automotive suspension system本标准适用于各种类型双轴汽车悬挂系统固有频率和阻尼比测定。
测定参数包括车身部分（簧载质量）的固有频率和阻尼比以及车轮部分（非簧载质量）的固有频率。
这三个参数是分析悬挂系统振动特性和对汽车平顺性进行研究和评价的基本数据。
1试验条件1．1试验在汽车满载时进行。
根据要可补充空载时的试验。
试验前称量汽车总质量及前、后轴的质量。
1．2悬架弹性元件、减振器和缓冲块应符合技术条件规定。
根据需要可补充拆下减振器和拆下缓冲块的试验。
1．3轮胎花纹完好，轮胎气压符合技术条件所规定的数值。
2测量仪器的频响与测点2．1测量仪器的频率范围应能满足0.3～100Hz的要求。
2．2振动传感器装在前、后轴和其上方车身或车架相应的位置上。
3试验方法3．1试验时可用以下三种方法使汽车悬挂系统产生自由衰减振动。
3．1．1滚下法：将汽车测试端的车轮，沿斜坡驶上凸块（凸块断面如图1所示，其高度根据汽车类型与悬挂结构可选取60、90、120mm，横向宽度要保证车轮全部置于凸块上），在停车挂空档发动机熄火后，再将汽车车轮从凸块上推下、滚下时应尽量保证左、右轮同时落地。
3．1．2抛下法：用跌落机构将汽车测试端车轴中部由平衡位置支起60或90mm，然后跌落机构释放，汽车测试端突然抛下。
3．1．3拉下法：用绳索和滑轮装置将汽车测试端车轴附近的车身或车架中部由平衡位置拉下60或90mm，然后用松脱器使绳索突然松脱。
注：用上述三种方法试验时，拉下位移量、支起高度或凸块高度的选择要保证悬架在压缩行程时不碰撞限位块，又要保证振动幅值足够大与实际使用情况比较接近。
阻尼和固有频率的测量 ppt课件
图7 速度响应判别速度共振 图8位移响应判别速度共振
图9加速度响应判别速度共振
速度共振的相位判别法的依据即为系统发生 速度共振时，激振力和速度响应之间的相位 差为0。实验时，将激振力信号接入示波器的 ｘ轴，速度响应信号接入示波器的ｙ轴，改 变激振信号的频率 ，根据李沙育原理， 屏幕上将出现如图７的图像。即当图像变成 斜直线时，系统发生速度共振，此时，
应为
图1 单自由度系统模型
（1）
衰减系数
ppt课件
2
响应曲线如图2所示。 结论：
频率，
为衰减振动的周期， 为衰减振动的圆频率。
ppt课件
为衰减振动的
3
图2 弱阻尼衰减振动的响应曲线
ppt课件
4
从图2衰减振动的响应曲线上可直接测量出
，然后根
据
可计算出 n ；
计算出 p； 可计算出
计算出r；
计算出无阻尼时系统的固有频率 ；
阻尼系数和固有频率 的测量
ppt课件
1
8.1 阻尼系数的测量
8.1.1 自由振动衰减法
图1所示的一个单自由度质量---弹簧----
阻尼系统，其质量为m (kg)，弹簧刚度系
数为k (N/m)，粘性阻尼系数为r (N. m
/s)。当质量上承受初始条件t=0时，位
移
，速度
激励时，将做
自由衰减振动。在弱阻尼条件下其位移响
，即激振力的频率就是系统的固有 频率。 若示波器ｙ轴上分别接入的是位移信号和加 速度信号，则屏幕上出现图８，９的图像。
ppt课件
16
8.2.３ 稳态激振法
图3所示为一个单自由度 质量---弹簧----阻尼系统强迫振 动模型。
位移响应为 位移幅值
汽车悬挂系统的固有频率和阻尼比测量
汽车悬挂系统的固有频率和阻尼比测量汽车悬挂系统的固有频率和阻尼比测量一、测量仪器DH5902坚固型动态数据采集系统，DH105E加速度传感器，DHDAS基本控制分析软件，阻尼比计算软件。
二、测量方法、试验在汽车满载时进行。
根据需要可补充空载时的试验。
试验前称量汽1 车总质量及前、后轴的质量。
2、DH105E加速度传感器装在前、后轴和其上方车身或车架相应的位置上。
3、可用以下三种方法使汽车悬挂系统产生自由衰减振动。
3.1 滚下法:将汽车测试端的车轮，沿斜坡驶上凸块(凸块断面如图所示，其高度根据汽车类型与悬挂结构可选取60、90、120mm，横向宽度要保证1车轮全部置于凸块上)，在停车挂空档发动机熄火后，再将汽车车轮从凸块上推下、滚下时应尽量保证左、右轮同时落地。
3.2 抛下法:用跌落机构将汽车测试端车轴中部由平衡位置支起60或90mm，然后跌落机构释放，汽车测试端突然抛下。
3.3 拉下法:用绳索和滑轮装置将汽车测试端车轴附近的车身或车架中部由平衡位置拉下60或90mm，然后用松脱器使绳索突然松脱。
注:用上述三种方法试验时，拉下位移量、支起高度或凸块高度的选择要保证悬架在压缩行程时不碰撞限位块，又要保证振动幅值足够大与实际使用情况比较接近。
对于特殊的汽车类型与悬架结构可以选取60、90、120mm以外的值。
4、数据处理4.1 用DH5902采集仪记录车身和车轴上自由衰减振动的加速度信号;4.2 在DHDAS软件中对车身与车轴上的加速度信号进行自谱分析，截止频率使用20Hz低通滤波，采样频率选择50Hz，频率分辨率选择0.05Hz;4.3 加速度自谱的峰值频率即为固有频率;4.4 在DHDAS软件中选择频响分析，车轴上的信号作为输入，车身上的信号作为输出得到幅频特性曲线，采样频率选择200Hz，该曲线的峰值频率为车轮部分不运动时的车身部分的固有频率f’,有软件中的阻尼比计算模块直接0 得出阻尼比。
2三、仪器指标1、DH5902数据采集仪1.1通道数:每个模块由控制单元、供电单元和最多四组各种类型测试单元任意组合而成，每单元有4个测试通道;1.2 控制单元内置了高性能嵌入式计算机、抗振高速电子硬盘(32G)，100M以太网接口;无线以太网接口。
汽车悬挂系统固有频率和阻尼比测试实验台设计
参 数 是分 析 悬挂 系 统振 动特 性 和对 汽 车平 顺性 进 行 研 究 和评 价 的基 本数 据 ； ］ 如何 实 现考 查 各 而
参 数对 汽 车 悬挂 系 统 的影 响 ，且各 参 数又 能操 作 简便 地进 行 更改 ，是研 究的方 向和 目的 ；本 文综
（） １
（） ２
，
１ 实验 台设计原理及方法
实 验 台设 计 的 原理及 操 作方 法 主要 依 据 国标
ｔ — 车轮 部 分 固有 频 率 ，Ｈｚ — ；
’
— —
车 身部 分振 动周 期 ，ｓ 。
Ｇ ７ ３ ４汽 车悬 挂 系统 的 固有频 率和 阻尼 比 Ｂ ４ ８ —８
＝
由 车 身 部 分 振 动 的 半 周 期 衰 减 率
Ｖ
ｓ
率 和 阻尼 比的需要 ，为研 究和 评价 悬挂 系 统振 动
特 性和 汽车 平顺 性提 供 了一种 途径 。
图 ３ 车轮振动时 间历程 曲线
参 考文献： 【］ Ｂ ４ ８ —１８ ，汽车悬挂 系统的固有 频率和阻尼 比测定方法［］ １ Ｇ ７ ３ ９４ Ｓ
为避免所选购产品不能满足实验要求，采用
了 ＭＡ Ｌ ／ｉ ｌ ｋ虚拟仿 真 技术 ， 实验 台参 Ｔ ＡＢＳｍｕｉ ｎ 对 数设 计进 行 虚拟 仿 真 ，悬 挂系 统 仿真 模 型 ，如 图
１ 所示 。
福 建 省科 技厅 重 大专 项专 题项 目（００ Ｚ ０３；福 建 省科 技厅 平 台建设 项 目（０ ８１０） ２ １Ｈ ０ ０） ２ ０Ｊ０ ２；福 建 省 教育厅 项 目（ ８６ ） Ｊ １６。 Ａ０
ｐｏ（ ｕ，ｏ ｔ： ） ｌｔ ｏ ｔ ｕ（ １ ｔ ｙ ，）
汽车悬架系统ppt
汽车悬架的类型
从动悬架(传统式悬架) 是由弹簧、减振器（减振筒）、导向机构等组成，它的功能
是减弱路面传给车身的冲击力，衰减由冲击力而引起的 承载系统的振动。其中弹簧主要起减缓冲击力的作用， 减振器的主要作用是衰减振动。由于这种悬架是由外力 驱动而起作用的，所以称为从动悬架。
主动悬架 采用一种以力抑力的方式来抑制路面对车身的冲击力及车身
为了提高汽车的平顺性，有些轻型货车采用
主簧下加装副簧，实现渐变刚度钢板弹簧。如南 京汽车工业公司引进的依维柯后悬架。其主簧由 厚度为9mm的4片（或3片）和副簧厚度为15mm 的2片（或3片）组成几种车型渐变刚度钢板弹簧。 在小载荷状况时，仅主簧起作用，而当载荷增到 一定值时，主簧与副簧接触，共同发挥作用，悬 架刚度得到提高，弹簧特性变为非线性的，当副 簧全部参加工作后，弹簧特性又变成线性的。这 类悬架特点是副簧逐渐随载荷增加而参加工作， 因此悬架刚度的变化平稳，改善了汽车行驶平顺 性能。
当两则悬架变形相同时，横向稳定器不起作用。当两侧悬 架变形不等时，车身相对路面横向倾斜时，车架一侧移近弹簧 支座，稳定杆的同侧末端就随车架向上移动，而另一侧车架远 离弹簧座，相应横向稳定杆的末端相对车架下移，横向稳定杆 中部对于车架没有相对运动，而稳定杆两边的纵向部分向不同 方向偏转，于是稳定杆被扭转。弹性的稳定杆产生扭转内力矩 就阻碍悬架弹簧的变形，减少了车身的横向倾斜和横向角振动。
功能： 在装载变化、 车速变化及行驶转弯等情况下，必须使
车轮与轴线保持正确配合，保证车辆的稳定性；保 持汽车行驶方向的可操作性，在各种道路条件下保 证驾驶员能有效控制转向；对汽车行驶的平顺性和 舒适性起到决定性作用
汽车悬架的基本组成
现代汽车的悬架尽管有各种不同的 结构型式,但一般都由弹性构件、减 震器和导向机构组成，如下图
汽车设计悬架设计PPT课件
悬架的弹性特性有线性弹性特性和非线性弹性特性两种
1)线性弹性特性
定义:当悬架变形f与所受垂直外力F之间呈固定比例变化时，弹 性特性为一直线，此时悬架刚度为常数 。
特点：随载荷的变化，平顺性变化
2)非线性弹性特性
对§高6-2级悬轿架车结满构载形的式情分况析，前悬架偏频要求在0.
悬橡架胶的 制弹造性，特通性过有硫线化性将弹橡性胶特与性钢和板非连线接性为弹一性体特，性再两经种焊在钢板上的螺钉将缓冲块固定到车架（车身）或其它部位上，起到限制悬架最
许AB用线应与力各[σ叶]取片为上3侧50边N的/m交m点2。即为各片长度，如果存在与主片等长的重叠片，就从B点到最后一个重叠片的上侧边端交刚点度即，为能各降片低长车度身。振动固有频率n
，达到改善汽车平顺性的目的。
控左制、带 右宽车一轮般用应一至根少整覆体盖轴连0～接1，5H再z，经有过的悬执架行与元车件架响（应或带车宽身甚）至连高接达100Hz。
占用的空间小
其它
结构复杂 结构简单、成 前悬架用 本低，前悬架 得较多 上用得少
结构简单、成本低
结构简单、 结构简单，用于 紧凑，轿车 发动机前置前轮 上用得较多 驱动轿车后悬架
三、前、后悬架方案的选择
可切换阻尼系统与前面介绍的阻尼可调自适应悬架的区别在于阻尼值停留在特定设置的时间长短不同。
1 前轮和后轮均采用非独立悬架 σ=[3Fx（D+h1）]/bh12+Fx/bh1 5，挠性夹紧，取k=0）；
n 15/ fc1 n25/ fc2
2、n1与n2的匹配要合适
❖要求：
希望fc1与fc2要接近，单不能相等（防止共振） 希望fc1>fc2 (从加速性考虑，若fc2大，车身的振动大）
汽车悬架模型固有频率
汽车悬架模型固有频率福特产Granada 轿车1/4模型如右图示，图中，xb ，xw ， xr 分别为车体、车轮垂直振动位移和地面激励参数如下:1/4车体质量Mb=317.5kg ，车轮质量Mw=45.4kg,轮胎刚度kt=192000N/m,悬架刚度ks=22000N/m ，悬架阻尼系数C ＝1520Ns/m 。
现假定车辆以30km/h 的速度行驶在c 级路面上行驶。
系统的状态方程如下:求解系统的固有频率>> A=[317.5 0;0 45.4];B=[22000 -22000;-22000 192000+22000];D=A\B;[v,d]=eig(D)f=d^0.5/6.28v =-0.9946 0.0149-0.1036 -0.9999()()()0w w w b s w b t w r x C x k x x k x x x M +-+-+-=0)()(=-+-+w b s w b b b x x k x x C x Md =1.0e+03 *0.0621 00 4.7209f =1.2546 00 10.9409为了进一步研究汽车垂直俯仰两个自由度的振动以及汽车纵轴上任一点的垂直振动，忽略车轮部分的影响，建立右上图所示的双轴汽车模型参数如下：½车身质量Mbh＝690kg转动惯量Jb＝1222kgm2车轮质量Mwf＝40.5kg，Mwr＝45.4kg轮胎刚度ktf＝ktr＝192000N/m悬架刚度ksf＝17000N/m，ksr＝2000N/m悬架阻尼csf＝csr＝1500Ns/m几何尺寸a＝1.25m，b＝1.51m车辆以30km/h 的速度行驶在c 级路面上行驶根据Lagrange 方程，列写系统方程如下：当俯仰角较小时，可以近似的认为： 所以 求解系统的固有频率A=[40.5 0 0 0;0 1 0 0;0 0 45.4 0;0 0 0 1];B=[209000 -17000 0 0;-46.3746 46.3746 2.0971 -2.0971;0 0 214000 -22000;1.6205 -1.6205 -56.3576 56.3576];D=A\B;[v,d]=eig(D)f=d^0.5/6.28v =1.0000 -0.0004 -0.0804 -0.0181-0.0091 -0.0004 -0.9809 -0.2203-0.0003 -0.9999 -0.0183 0.10080.0003 0.0121 -0.1763 0.9700d =1.0e+03 **)*(*0)(0)(003311⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=+--=+--=-+=--r or tr wr f of tf wf r f b r f b bh F z x k z M F z x k z M bF aF J F F z Mϕ⎩⎨⎧-+-=-+-=)()()()(43432121z z c z z k F z z c z z k F sr sr r sf sf f ϕϕ b z z a z z b b +=-=42⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧++-=--=-++=--=r b bh f b bh r or tr wr r b bh f b bh f of tf wf F J b M F J ab M z F z x k M z F J ab M F J a M z F z x k M z]1[]1[])([1]1[]1[])([1243322115.1643 0 0 0 0 4.7195 0 0 0 0 0.0422 00 0 0 0.0508f =11.4432 0 0 0 0 10.9393 0 0 0 0 1.0348 0 0 0 0 1.1354考虑车体上下跳动、俯仰、侧倾，四个车轮的跳动，共7个自由度，建立如右图所示整车模型。
汽车悬架系统固有频率和阻尼比测试实验PPT(共19页)
理机上进行频率分析。
Z(t ) ( t )
– 对车身与车轴上的加速度信号
和
进行自谱处理。
– 处理时用截止频率20 Hz进行低通滤波，采样时
间间隔取20 ms，频f 率0分.0辨5率H为z
悬架系测试
五、实验数据处理(5/7)
2．频率分析法
(1) 车身部分加速度均方根自谱的峰值频率即为车 身部分固有频率f0
•
31、我们无法选择自己的出身，可是我 们的未 来是自 己去改 变的。
•
32、命好不如习惯好。养成好习惯，一 辈子受 用不尽 。
•
33、比别人多一点执着，你就会创造奇 迹。
•
50、想像力比知识更重要。不是无知 ，而是 对无知 的无知 ，才是 知的死 亡。
•
51、对于最有能力的领航人风浪总是格 外的汹 涌。
悬架系测试
五、实验数据处理(6/7)
2．频率分析法
(2) 车轮部分加速度均方根自谱的峰值频率即为车 轮部分固有频率f1
悬架系测试
五、实验数据处理(7/7)
2．频率分析法
(3) 车轴上加速度信号 作( t )
为输入 信号
，Z作 (车t为) 身输上出加进速行度频
率响应函数处Z理 / 得 到幅
频特性 ，由幅频特
•
3、起点低怕什么，大不了加倍努力。人 生就像 一场马 拉松比 赛，拼 的不是 起点， 而是坚 持的耐 力和成 长的速 度。只 要努力 不止， 进步也 会不止 。
•
4、如果你不相信努力和时光，那么时光 第一个 就会辜 负你。 不要去 否定你 的过去 ，也不 要用你 的过去 牵扯你 的未来 。不是 因为有 希望才 去努力 ，而是 努力了 ，才能 看到希 望。
悬臂梁一阶固有频率及阻尼系数测试
说明：在下面的数据处理中，如1A，11d T，1δ，1ξ，1n T，1nω：表示第一次实1验中第一、幅值、对应幅值时间、变化率、阻尼比、无阻尼固有频率。
第二次和和三次就是把对应的1改成2或3.由于在编缉公式时不注意２，３与平方，三次方会引起误会，请老师见谅！！Ap0308104 陈2006-7-1 实验题目：悬臂梁一阶固有频率及阻尼系数测试一、实验要求以下：1. 用振动测试的方法，识别一阻尼结构的（悬臂梁）一阶固有频率和阻尼系数；2. 了解小阻尼结构的衰减自由振动形态；3. 选择传感器，设计测试方案和数据处理方案，测出悬臂梁的一阶固有频率和阻尼根据测试曲线，读取数据，识别悬臂梁的一阶固有频率和阻尼系数。
二、实验内容识别悬臂梁的二阶固有频率和阻尼系数。
三、测试原理概述：1，瞬态信号可以用三种方式产生，有脉冲激振，阶跃激振，快速正弦扫描激振。
2，脉冲激励用脉冲锤敲击试件，产生近似于半正弦的脉冲信号。
信号的有效频率取决于脉冲持续时间τ，τ越小则频率范围越大。
3.幅值：幅值是振动强度的标志，它可以用峰值、有效值、平均值等方法来表示。
频率：不同的频率成分反映系统内不同的振源。
通过频谱分析可以确定主要频率成分及其幅值大小，可以看到共振时的频率，也就可以得到悬臂梁的固有频率4、阻尼比的测定自由衰减法: 在结构被激起自由振动时，由于存在阻尼，其振幅呈指数衰减波形，可算出阻尼比。
一阶固有频率和阻尼比的理论计算如下：113344423.515(1)2=210;70;4;285;7800;,1212,, Ix= 11.43 cm Iy= 0.04 cm 0.004 2.810,,1x y y f kg E pa b mm h mm L mm mab a bI I I m m E L πρρ-----------⨯======⨯=⨯固x y ＝式惯性矩：把数据代入I 后求得载面积：S ＝bh=0.07m 把S 和I 及等数据代入（）式，求得本41.65()HZ 固理悬臂梁理论固有频率f ＝阻尼比计算如下：2221111220,2,........ln ,,22;n d n n nd n d n T ii i j ji i i i j i i i j i n d i jn d n d d d d x dx c kx dt dtc e A A A A A T A T T ξωξωωξωωωξωωηηδξωωωωωπδπξ++-++++++++=++===≈==⨯⨯⨯==≈2二阶系统的特征方程为S 微分方程：m 很少时，可以把。
汽车悬挂系统的固有频率和阻尼比测量
汽车悬挂系统的固有频率和阻尼比测量一、测量仪器DH5902坚固型动态数据采集系统，DH105E加速度传感器，DHDAS基本控制分析软件，阻尼比计算软件。
二、测量方法1、试验在汽车满载时进行。
根据需要可补充空载时的试验。
试验前称量汽车总质量及前、后轴的质量。
2、DH105E加速度传感器装在前、后轴和其上方车身或车架相应的位置上。
3、可用以下三种方法使汽车悬挂系统产生自由衰减振动。
3.1滚下法：将汽车测试端的车轮，沿斜坡驶上凸块（凸块断面如图所示，其高度根据汽车类型与悬挂结构可选取60、90、120mm，横向宽度要保证车轮全部置于凸块上），在停车挂空档发动机熄火后，再将汽车车轮从凸块上推下、滚下时应尽量保证左、右轮同时落地。
3.2抛下法：用跌落机构将汽车测试端车轴中部由平衡位置支起60或90mm，然后跌落机构释放，汽车测试端突然抛下。
3.3拉下法：用绳索和滑轮装置将汽车测试端车轴附近的车身或车架中部由平衡位置拉下60或90mm，然后用松脱器使绳索突然松脱。
注：用上述三种方法试验时，拉下位移量、支起高度或凸块高度的选择要保证悬架在压缩行程时不碰撞限位块，又要保证振动幅值足够大与实际使用情况比较接近。
对于特殊的汽车类型与悬架结构可以选取60、90、120mm以外的值。
4、数据处理4.1用DH5902采集仪记录车身和车轴上自由衰减振动的加速度信号；4.2 在DHDAS软件中对车身与车轴上的加速度信号进行自谱分析，截止频率使用20Hz低通滤波，采样频率选择50Hz，频率分辨率选择0.05Hz；4.3加速度自谱的峰值频率即为固有频率；4.4在DHDAS软件中选择频响分析，车轴上的信号作为输入，车身上的信号作为输出得到幅频特性曲线，采样频率选择200Hz，该曲线的峰值频率为车轮部分不运动时的车身部分的固有频率f’,有软件中的阻尼比计算模块直接得出阻尼比。
三、仪器指标1、DH5902数据采集仪1.1通道数：每个模块由控制单元、供电单元和最多四组各种类型测试单元任意组合而成，每单元有4个测试通道；1.2控制单元内置了高性能嵌入式计算机、抗振高速电子硬盘(32G)，100M 以太网接口；无线以太网接口。
GB 4783-84汽车悬挂系统的固有频率和阻尼比测定方法
GB 4783-84汽车悬挂系统的固有频率和阻尼比测定方法UDC 629. 113.013汽车悬挂系统的固有频率和阻尼比621.113. 07测定方法GB 47 83—84Method of measurement for natural frequencyand damping ratio—Automotive suspension system本标准适用于各种类型双轴汽车悬挂系统固有频率和阻尼比测定。
测定参数包括车身部分（簧载质量）的固有频率和阻尼比以及车轮部分（非簧载质量）的固有频率。
这三个参数是分析悬挂系统振动特性和对汽车平顺性进行研究和评判的差不多数据。
1试验条件1．1试验在汽车满载时进行。
按照要可补充空载时的试验。
试验前称量汽车总质量及前、后轴的质量。
1．2悬架弹性元件、减振器和缓冲块应符合技术条件规定。
按照需要可补充拆下减振器和拆下缓冲块的试验。
1．3轮胎花纹完好，轮胎气压符合技术条件所规定的数值。
2测量仪器的频响与测点2．1测量仪器的频率范畴应能满足0.3～100Hz的要求。
2．2振动传感器装在前、后轴和其上方车身或车架相应的位置上。
3试验方法3．1试验时可用以下三种方法使汽车悬挂系统产生自由衰减振动。
3．1．1滚下法：将汽车测试端的车轮，沿斜坡驶上凸块（凸块断面如图1所示，其高度按照汽车类型与悬挂结构可选取60、90、120mm，横向宽度要保证车轮全部置于凸块上），在停车挂空档发动机熄火后，再将汽车车轮从凸块上推下、滚下时应尽量保证左、右轮同时落地。
3．1．2抛下法：用跌落机构将汽车测试端车轴中部由平稳位置支起60或90mm，然后跌落机构开释，汽车测试端突然抛下。
3．1．3拉下法：用绳索和滑轮装置将汽车测试端车轴邻近的车身或车架中部由平稳位置拉下60或90mm，然后用松脱器使绳索突然松脱。
注：用上述三种方法试验时，拉下位移量、支起高度或凸块高度的选择要保证悬架在压缩行程时不碰撞限位块，又要保证振动幅值足够大与实际使用情形比较接近。
阻尼和固有频率的测量.正式版PPT文档
和激振力幅值 ，即可计算出阻尼系数 ，并根据
算出衰减系
数，
算出相对阻尼系数
。
图12 频响函数的幅频与相频图
图3所示为一个单自由度质量---弹簧----阻尼系统强迫振动模型。
稳态激振法是每给定一个激振频率 ，测量一次位移响应幅值 ，从而得到一组 随 变化的数据。
在相频图上，当
时，
，而且与阻尼大小无关，系统处于相位共振状态，可以方便的识别出系统的固有频率 ；
系数 、相对阻尼系数 ，因而有
图1 单自由度系统模型 图2 弱阻尼衰减振动的响应曲线
图3所示为一个单自由度 质量---弹簧----阻尼系统强迫振 动模型。
位移响应为
幅值B取得极值的条件为
图3 单自由度系统模型 ，即在该点发生共振。共振幅值
位移信号与激振力信号之间的相位差
速度响应为 幅值 取得极值的条件为
图3 单自由度系统模型
引入符号
图8位移响应判别速度共振
图因3此所，示只为要一测个量单系自统则由发度有生质速量度--共-弹振簧时--的--阻速尼度系幅统值强迫振和动激模振型力。幅值
数，
算出相对阻尼系数
。
对于自由振动，
，则有
。
频响函数的幅频图和相频图称为Bode图。
3 传递函数与频响函数
图5 强迫振动相频响应曲线
为位移响应滞后力的相位角，以 为横坐标， 为纵坐标，对于不同的 值所得到的一组曲线，称为相频响应曲线，如图5所示。
对图1所示的单自由度质量---弹簧----阻尼系统，当受初始扰动后，其自由振动的衰减曲线如图2所示。
计算出无阻尼时系统的固有周期
，即激振力的频率就是系统的固有频率。
幅值 取得极值的条件为
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性求的 出峰 阻值 尼A比p可。以近似的
1
A
2 p
1
悬架系测试
六、实验报告的基本内容和要求
(1) 实验过程的详细记录。 (2) 实验数据的记录和数据处理。 (3) 简述如何测定汽车悬架系统固有频率和阻尼
比。
•
1、不是井里没有水，而是你挖的不够深 。不是 成功来 得慢， 而是你 努力的 不够多 。
•
2、孤单一人的时间使自己变得优秀，给 来的人 一个惊 喜，也 给自己 一个好 的交代 。
•
3、命运给你一个比别人低的起点是想告 诉你， 让你用 你的一 生去奋 斗出一 个绝地 反击的 故事， 所以有 什么理 由不努 力!
•
4、心中没有过分的贪求，自然苦就少。 口里不 说多余 的话， 自然祸 就少。 腹内的 食物能 减少， 自然病 就少。 思绪中 没有过 分欲， 自然忧 就少。 大悲是 无泪的 ，同样 大悟无 言。缘 来尽量 要惜， 缘尽就 放。人 生本来 就空， 对人家 笑笑， 对自己 笑笑， 笑着看 天下， 看日出 日落， 花谢 花开， 岂不自 在，哪 里来的 尘埃!
(3)数据处理设备(详见1.4节) (4)两种形状的单凸块作为脉冲输入：三角形和长坡形。
悬架系测试
四、实验方法和步骤
1．检测条件
(1) 试验在汽车满载时进行。根据需要可补充空 载时的试验。试验前称量汽车总质量及前、后 轴的质量（用什么称量？）。
(2) 悬架弹性元件、减振器和缓冲块应符合技术 条件规定。根据需要可补充拆下减振器和拆下 缓冲块的试验。
•
29、人生就像一道漫长的阶梯，任何人 也无法 逆向而 行，只 能在急 促而繁 忙的进 程中， 偶尔转 过头来 ，回望 自己留 下的蹒 跚脚印 。
理机上进行频率分析。
Z(t ) ( t )
– 对车身与车轴上的加速度信号
和
进行自谱处理。
– 处理时用截止频率20 Hz进行低通滤波，采样时
间间隔取20 ms，频f 率0分.0辨5率H为z
悬架系测试
五、实验数据处理(5/7)
2．频率分析法
(1) 车身部分加速度均方根自谱的峰值频率即为车 身部分固有频率f0
(3) 轮胎花纹完好，轮胎气压符合技术条件所规 定的数值。
悬架系测试
四、实验方法和步骤
2．试验方法
(1) 滚下法：将汽车测试端的车轮，沿斜坡驶上 凸块，其高度根据汽车类型与悬架结构可选取 60 mm、90 mm、120 mm，横向宽度要保证车轮 全部置于凸块上，在停车挂空挡发动机熄火后， 再将汽车车轮从凸块上推下，滚下时应尽量保 证左、右轮同时落地。
悬架系测试
五、实验数据处理(1/7)
数据处理方法有时间历程法和频率分析法两种：
1．时间历程法
由记录得到的车身及车轴上的自由衰减振动曲线，与 时标比较或在信号处理机上读出时间间隔的值，都可
以得到车身部分振动ຫໍສະໝຸດ 期T和车轮部分振动周期T′。悬架系测试
五、实验数据处理(2/7)
1．时间历程法
– 计算固有频率：
悬架系测试
五、实验数据处理(6/7)
2．频率分析法
(2) 车轮部分加速度均方根自谱的峰值频率即为车 轮部分固有频率f1
悬架系测试
五、实验数据处理(7/7)
2．频率分析法
(3) 车轴上加速度信号 作( t )
为输入 信号
，Z作 (车t为) 身输上出加进速行度频
率响应函数处Z理 / 得 到幅
频特性 ，由幅频特
实验教学系列课件
----汽车悬架系统固有频率和阻尼 比测试实验
重庆交通大学交通运输工程实验教学中心
2010年12月 编制
• 本节主要内容和要求：
(1) 测定汽车悬架系统固有频率和阻尼比。 (2) 熟悉实验步骤、掌握实验台各相关仪器的使用
方法。
• 重点：试验数据处理
悬架系测试
一、理论基础（1/2）
悬架系测试
二、实验目的及要求
(1) 测定汽车悬架系统固有频率和阻尼比。 (2) 熟悉实验步骤、掌握实验台各相关仪器的使
用方法。
悬架系测试
三、实验所用的主要仪器和设备
(1) 随机输入行驶试验所用仪器。 (2) 测量仪器的频率范围应能满足0.3～100 Hz的要求。
振动传感器装在前、后轴和其上方车身或车架相应的 位置上。
悬架系测试
四、实验方法和步骤
2．试验方法
(2)抛下法：用跌落机构将汽车测试端车轴中部 由平衡位置支起60 mm或90 mm，然后将跌落机 构释放，汽车测试端突然抛下。
(3) 拉下法：用绳索和滑轮装置将汽车测试端车 轴附近的车身或车架中部由平衡位置拉下60 mm 或90 mm，然后用松脱器使绳索突然松脱。
悬架系测试
四、实验方法和步骤
2．试验方法
注意事项： • 拉下位移量、支起高度或凸块高度的选择要保证悬架
在压缩行程时不碰撞限位块，又要保证振动幅值足够 大与实际使用情况比较接近。 • 用记录仪记录车身和车轴上自由衰减振动的时间历程， 每次记录时间不少于3 s，保证衰减振动曲线完整，共 记录3～5次。 • 试验时，非测试端悬架一般不用卡死以限制其振动。 在汽车前、后端振动相互联系较强时，非测试端悬架 要卡死（什么样的车型？）。
振动系统振动能量的输出与汽车悬架系统 固有频率和阻尼比有直接的关系，其大小 对汽车的振动特性有很大的影响，是评价 汽车平顺性的基本参数。
悬架系测试
一、理论基础（2/2）
• 本实验是测定汽车车身部分(簧载质量或悬 架质量)的固有频率和阻尼比以及车轮部分 (非簧载质量或非悬架质量)的固有频率。
• 这种试验适用于各种类型双轴汽车悬架系 统固有频率和阻尼比测定。
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25、你不能拼爹的时候，你就只能 去拼命 ！
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26、如果人生的旅程上没有障碍，人还 有什么 可做的 呢。
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27、我们无法选择自己的出身，可是我 们的未 来是自 己去改 变的。 励志名 言：比 别人多 一点执 着，你 就会创 造奇迹
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28、伟人之所以伟大，是因为他与别人 共处逆 境时， 别人失 去了信 心，他 却下决 心实现 自己的 目标。
f0 1/T
f1 1/T
车身部分
车轮部分
悬架系测试
五、实验数据处理(3/7)
1．时间历程法
• 车身部分振动的半周期衰减率：
– 阻尼比
τ=A1/A2
1
1 2
L
2 n
悬架系测试
五、实验数据处理(4/7)
2．频率分析法
– 用磁带记录仪记Z录(t )车身与( t )车轴上自由衰减振动的
加速度信号
和
，然后在信号处