汽车车架的动力分析计算
汽车推动力计算公式
汽车推动力计算公式在汽车工程领域中，推动力是一个非常重要的概念。
它代表了汽车引擎产生的动力，用于推动汽车前进。
推动力的大小取决于多个因素，包括引擎的输出功率、车辆的重量、轮胎的摩擦力等等。
为了更好地理解汽车推动力的计算方法，本文将对汽车推动力的计算公式进行详细介绍。
汽车推动力的计算公式可以表示为：F = ma + Ff + Fr + Fa。
其中，F代表总推动力，m代表汽车的质量，a代表汽车的加速度，Ff代表摩擦力，Fr代表滚动阻力，Fa代表空气阻力。
首先，我们来看汽车的质量对推动力的影响。
汽车的质量越大，所需的推动力也就越大。
这是因为质量是影响汽车加速度的重要因素，根据牛顿第二定律，加速度与推动力成正比。
因此，汽车的质量m在推动力计算公式中起着重要作用。
其次，摩擦力也是影响汽车推动力的重要因素之一。
摩擦力是指轮胎与地面之间的摩擦力，它取决于轮胎的材质和地面的情况。
当汽车加速时，摩擦力会对推动力产生一定的阻碍，因此在计算推动力时需要考虑摩擦力的影响。
另外，滚动阻力也是影响汽车推动力的重要因素之一。
滚动阻力是指车辆在行驶过程中轮胎与地面之间的滚动阻力，它取决于轮胎的滚动阻力系数和车辆的重量。
滚动阻力会对汽车的推动力产生一定的影响，特别是在低速行驶时，滚动阻力的影响更加显著。
最后，空气阻力也是影响汽车推动力的重要因素之一。
空气阻力是指汽车在行驶过程中受到的空气阻力，它取决于汽车的速度和空气密度。
当汽车速度增加时，空气阻力会增加，从而对汽车的推动力产生一定的影响。
综上所述，汽车推动力的计算公式涉及到多个因素，包括汽车的质量、摩擦力、滚动阻力和空气阻力。
在实际工程中，需要对这些因素进行综合考虑，才能准确计算出汽车的推动力。
只有充分理解和掌握汽车推动力的计算方法，才能更好地设计和改进汽车的动力系统，提高汽车的性能和燃油经济性。
希望本文对读者能有所帮助，谢谢！。
汽车车架OMA实验模态分析
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ｍ ｏ ｄ ａ ｌ ｐ ａ ｒ ａ ｍｅ ｔ ｅ ｒ ｓ ｉ ｄ ｅ ｎ ｔ ｉ ｉｃ ｆ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｓ ｐ ａ ｒ ｔ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｉ ｄ ｅ ｎ ｔ ｉ ｉ ｆ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ，ｔ ｈ ｒ ｏ ｕ ｇ ｈ ｔ ｈ ｅ ｍｏ ｄ ａ ｌ ｐ ａ ｒ ａ ｍｅ ｔ ｅ ｒ ｓ ｉ ｄ ｅ ｎ ｔ ｉ ｉ ｆ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ， ｗｅ ｃ ａ ｎ ｌ ｅ ａ ｍ ｔ ｈ ｅ ｄ ｙ ｎ ａ ｍｉ ｃ ｃ ｈ ａ ｒ ａ ｃ ｔ ｅ ｒ ｉ ｓ ｔ ｉ ｃ ｓ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｏ ｒ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ， ｗｈ ｉ ｃ ｈ ｃ ａ ｎ ｂ ｅ ｕ ｓ ｅ ｄ ａ ｓ ｔ ｈ ｅ ｓ ｔ ａ ｎ ｄ ａ ｒ ｄ ａ ｎ ｄ ｈｅ ｔ ｆ ｏ ｕ ｎ ｄ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｈｅ ｔ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ｉ ｆ ｎ ｉ ｔ ｅ ｅ ｌ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｍｏ ｄ ｅ ｌ ｃ ｏ ｒ ｒ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ，ｆ ａ ｉ ｌ ｕ ｒ ｅ ｄ ｉ ａ ｇ ｎ ｏ ｓ ｉ ｓ ，ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ｒ ｅ ａ ｌ － ｔ ｉ ｍｅ ｍｏ ｎ ｉ ｔ ｏ ｒ ｉ ｎ ｇ ｏ ｒ
设 讣 研 究
汽 实 技 术
Ａ ＵＴ ０ Ｍ０ Ｂ Ｉ ＬＥ ＡＰ ＰＬ Ｉ Ｅ Ｄ Ｔ ＥＣ Ｈ ＮＯＬ ０ ＧＹ
２ ０ １ ３ 年 第９ 期
２Ｏ１ ３ ＮＯ．９
汽 车车架 ＯＭＡ实验模态分析
任 巾，燕 颖
（ 长 安 大 学 ， 陕 西 西安 ７ １ ０ ０ ６ ４ ）
方法与计算模态分析方法相辅相成 ，成为解决现代 复杂 结构
汽车车架的动力学分析--模态分析
图1-3 一阶弯曲
图1-4 二阶弯曲
图1-5 二阶扭转
图1-6 三阶弯曲
图1-7 前端局部模态
图1-8 弯扭组合
4.3汽车模态分析结果的评价指标
工程结构要具有与使用环境相适应的动力学特性。一辆汽车结构优劣的基本着眼点是在弯曲和扭转方面总的动态性能。如果汽车结构动力学特性不能与其使用环境相适应，即结构模态与激励频率藕合，或汽车子结构之间有模态藕合，都会使汽车产生共振，严重时会使整个汽车发生抖振，车内噪声过大，局部产生疲劳破坏等[5]。模态分析是计算结构的固有频率及其相应振型。结构的固有频率是评价结构动态性能的主要参数，当结构固有频率和工作频率一致时，就会发生共振现象，产生较大的振幅，大大降低寿命。固有振型是发生共振现象时结构的振动形式。
[6]黄华，茹丽妙.重型运输车车架的动力学分析[J].车辆与动力技术，2001.6
6参考文献
[1]余志生.汽车理论[M].北京:清华大学出版社, 1989
[2]丁丽娟.数值计算方法[M].北京:北京理工大学出版社, 1997
[3]王勖成，邵敏．有限元基本原理和数值方法[M]．北京：清华大学出版社．1997
[4]傅志方，华宏星.模态分析理论与应用，上海交通大学出版社，2000
[5]《汽车工程设计》编辑委员会.汽车工程手册.试验篇.北京:人民交通出版社.2001.6
4车架模态计算与结果分析
4.1模态分析步骤
对车架进行模态分析主要有以下步骤:
(l)在Pro/E中建立车架的三维模型。
(2)施加边界条件和载荷(对于自由模态不施加约束条件)，定义分析类型和求解方法并进行网格划分、提交求解器求解。
(3)提取结果，进行可视化处理，对结束进行分析。
车架动载荷计算公式是什么
车架动载荷计算公式是什么在汽车工程中，车架是汽车的骨架，承担着车身和动力系统的重要部分。
在设计车架时，需要考虑到车身的动载荷，以确保车架能够稳定地承载车身和动力系统的重量，并且具有足够的强度和刚度。
因此，车架动载荷的计算是车架设计中的重要一环。
车架动载荷计算公式是用来计算车架在不同工况下所承受的动态载荷的公式。
一般来说，车架的动载荷主要来自于车身的重量、悬挂系统的反力、操纵系统的反力以及车辆在行驶过程中的各种动态载荷。
因此，车架动载荷计算公式需要考虑到这些因素，并综合考虑车辆在不同工况下的动态载荷情况。
车架动载荷计算公式一般可以分为静态载荷和动态载荷两部分。
静态载荷是指车辆在静止状态下所承受的重力和静止时的各种反力，包括车身的重量、悬挂系统的反力等。
而动态载荷则是指车辆在运动过程中所承受的各种动态载荷，包括加速、制动、转向等过程中所产生的载荷。
静态载荷的计算公式一般比较简单，可以通过车身重量和悬挂系统的反力来计算。
而动态载荷的计算则需要考虑到车辆在不同工况下的加速度、制动力、侧向力等因素，需要进行复杂的动力学分析和计算。
一般来说，可以通过车辆的动力学模型和仿真软件来进行动态载荷的计算。
在实际的车架设计中，车架动载荷的计算是非常重要的。
通过合理的计算和分析，可以确保车架在不同工况下都具有足够的强度和刚度，能够稳定地承载车身和动力系统的重量，同时也能够保证车辆在行驶过程中的稳定性和安全性。
除了车架动载荷的计算，车架的材料选择和结构设计也是车架设计中的重要一环。
不同的材料和结构设计会对车架的强度和刚度产生影响，因此需要综合考虑材料的强度、刚度、重量以及成本等因素，来选择合适的车架材料和结构设计。
总之，车架动载荷的计算是车架设计中的重要一环，需要综合考虑车辆在不同工况下的动态载荷情况，通过合理的计算和分析来确保车架具有足够的强度和刚度，能够稳定地承载车身和动力系统的重量，同时也能够保证车辆在行驶过程中的稳定性和安全性。
汽车的动力性设计计算公式
汽车的动力性设计计算公式汽车的动力性设计是指通过合适的动力系统来提供足够的功率和扭矩，以满足汽车加速、行驶、超车等操作的要求。
其中最重要的参数是车辆的马力（Horsepower）和扭矩（Torque）。
下面将介绍一些与汽车动力性设计相关的计算公式。
1. 马力（Horsepower）计算公式：马力是衡量汽车动力的重要指标，它表示单位时间内所做功的大小。
马力与车速、时间、车辆重量等参数有关。
一般而言，马力越大，汽车的加速性能越好。
计算公式如下所示：Horsepower = (Torque x RPM) / 5252其中，Torque表示扭矩，RPM表示发动机转速（每分钟转数）。
2. 扭矩（Torque）计算公式：汽车的扭矩是指发动机输出的力矩。
对于一个给定的发动机，扭矩与输出功率呈正比例关系。
计算公式如下所示：Torque = (Horsepower x 5252) / RPM其中，Horsepower表示马力，RPM表示发动机转速。
3. 加速度（Acceleration）计算公式：加速度是衡量汽车动力性能的重要指标之一，它表示单位时间内速度增加或减少的量。
加速度与发动机输出的功率、车辆质量、轮胎抓地力等因素有关。
计算公式如下所示：Acceleration = Horsepower / (Vehicle weight x Rolling resistance)其中，Horsepower表示马力，Vehicle weight表示车辆重量，Rolling resistance表示轮胎的滚动阻力。
4. 风阻（Aerodynamic Drag）计算公式：风阻是汽车行驶时空气阻力对车辆运动的阻碍作用，是影响汽车速度上限和燃油经济性的重要因素之一、计算公式如下所示：Aerodynamic Drag = 0.5 x Air density x Drag coefficient x Frontal area x Vehicle speed^2其中，Air density表示空气密度，Drag coefficient表示阻力系数，Frontal area表示车辆正面投影面积，Vehicle speed表示车速。
汽车 动力性计算
自卸车动力性计算数据一、整车数据满载总质量(kg)m =62500满载总重量(N)G =612500主减速比I0 =10.47STR空气阻力系数×迎风面积C D×A = 6.028车轮滚动半径(m)R =0.618传动系机械效率η =0.85滚动阻力系数 f =0.0076+变速器型号10JSD180档位123变速器传动比Ig14.86011.0208.070旋转质量换算系数δ13.1957.729 4.632发动机型号WD12.375发动机参数最大扭矩转速1500rpm外特性转速 Ne(r/min)800100012001401扭矩 Me(N·m)940134314701500使用外特性转速 Ne(r/min)800100012001401扭矩 Me(N·m)940.001323.811428.001435.61二、计算公式驱动力 Ft=Me×I0×Ig×η/R行驶速度 Va=0.377×R×Ne/I0×Ig滚动阻力系数 f=0.0076+0.000056×Va空气阻力 Fw=CD×A×Va2/21.15滚动阻力 Ff=f×G动力因数 D=(Ft-Fw)/G爬坡度 I=TAN(ASIN(D-f×SQRT(1-D2+f2))/(1+f2))加速度 J=9.8×(D-f)/δ1档Ne Me Va f Ft Fw+Ff D (r/min)(N·M)(km/h)(N)(N)800940.00 1.200.00766720115246970.328 10001323.81 1.500.00768428328547070.463 12001428.00 1.800.00770130557947180.499 14011435.61 2.100.00771730720747280.502 15011434.39 2.250.00772630694747340.501 16001413.34 2.400.00773430244347390.494 18001314.86 2.700.00775128136847500.459 20001205.03 2.990.00776825786647600.421 22001078.20 3.290.00778423072547710.377 Vmax=3.29Dmax=0.5022档Ne Me Va f Ft Fw+Ff D (r/min)(N·M)(km/h)(N)(N)800940.00 1.620.00769014917247110.244 10001323.81 2.020.00771321008147250.343 12001428.00 2.420.00773622661447400.370 14011435.61 2.830.00775822782147540.372 15011434.39 3.030.00777022762847620.372 16001413.34 3.230.00778122428847690.366 18001314.86 3.630.00780420865947830.341 20001205.03 4.040.00782619123047980.312 22001078.20 4.440.00784917110348130.279 Vmax=4.44Dmax=0.3723档Ne Me Va f Ft Fw+Ff D (r/min)(N·M)(km/h)(N)(N)800940.00 2.210.00772410923947320.178 ********.81 2.760.00775415384347520.251 12001428.00 3.310.00778516595147720.271 14011435.61 3.860.00781616683547920.272 15011434.39 4.140.00783216669348020.272 16001413.34 4.410.00784716424748120.268 18001314.86 4.960.00787815280248320.249 20001205.03 5.510.00790914003948530.229 22001078.20 6.070.00794012530048740.205 Vmax=6.07Dmax=0.2724档Ne Me Va f Ft Fw+Ff D (r/min)(N·M)(km/h)(N)(N)800940.00 2.960.0077668148947590.133 ********.81 3.700.00780711476347860.187 ********.00 4.440.00784812379548130.202 14011435.61 5.180.00789012445448400.203 15011434.39 5.550.00791112434948540.203 16001413.34 5.910.00793112252448680.200 18001314.86 6.650.00797311398648960.186 ********.037.390.00801410446549240.171 22001078.208.130.0080559347049530.153 Vmax=8.13Dmax=0.2035档Ne Me Va f Ft Fw+Ff D(r/min)(N·M)(km/h)(N)(N)800940.00 3.990.0078246037347960.099 10001323.81 4.990.0078798502448330.139 ********.00 5.990.0079359171548710.150 ********.61 6.990.0079919220449090.151 ********.397.490.0080199212649280.150 ********.347.980.0080479077449470.148 18001314.868.980.0081038444849860.138 ********.039.980.0081597739450260.126 22001078.2010.980.0082156924950660.113 Vmax=10.98Dmax=0.1516档Ne Me Va f Ft Fw+Ff D (r/min)(N·M)(km/h)(N)(N)800940.00 5.350.0078994507648470.074 10001323.81 6.680.0079746348248970.104 12001428.008.020.0080496847849480.112 14011435.619.360.0081246884350010.112 15011434.3910.030.0081626878450280.112 16001413.3410.690.0081996777550540.111 18001314.8612.030.0082746305251090.103 20001205.0313.360.0083485778551640.094 22001078.2014.700.0084235170452210.084 Vmax=14.70Dmax=0.1127档Ne Me Va f Ft Fw+Ff D (r/min)(N·M)(km/h)(N)(N)800940.007.210.0080043343549170.055 10001323.819.010.0081054708749870.077 12001428.0010.810.0082055079350590.083 14011435.6112.620.0083075106351330.083 15011434.3913.520.0083575102051710.083 16001413.3414.410.0084075027152090.082 18001314.8616.220.0085084676852860.076 20001205.0318.020.0086094286253660.070 22001078.2019.820.0087103835154470.062 Vmax=19.82Dmax=0.0838档Ne Me Va f Ft Fw+Ff D (r/min)(N·M)(km/h)(N)(N)800940.009.840.0081512450150200.040 10001323.8112.290.0082883450551200.05612001428.0014.750.0084263722152230.061 14011435.6117.220.0085653741953300.061 15011434.3918.450.0086333738753850.061 16001413.3419.670.0087023683954400.060 18001314.8622.130.0088393427255540.056 20001205.0324.590.0089773140956710.051 22001078.2027.050.0091152810357910.046 Vmax=27.05Dmax=0.0619档Ne Me Va f Ft Fw+Ff D (r/min)(N·M)(km/h)(N)(N)800940.0013.190.0083381827451570.030 10001323.8116.480.0085232573652980.042 12001428.0019.780.0087082776154450.045 14011435.6123.090.0088932790955990.045 15011434.3924.740.0089862788656780.045 16001413.3426.370.0090772747657580.045 18001314.8629.670.0092622556259240.041 20001205.0332.970.0094462342760960.038 22001078.2036.260.0096312096162740.034 Vmax=36.26Dmax=0.04510档Ne Me Va f Ft Fw+Ff D (r/min)(N·M)(km/h)(N)(N)800940.0017.800.0085971353653560.022 ********.8122.250.0088461906455590.031 12001428.0026.700.0090952056457740.033 14011435.6131.180.0093462067360010.033 15011434.3933.400.0094702065661190.033 16001413.3435.600.0095942035362380.033 18001314.8640.050.0098431893564860.030 20001205.0344.510.0100921735367460.027 ********.2048.960.0103421552770170.024 Vmax=48.96Dmax=0.033发动机外特性曲线轮距2200车高34250.000056×Va456789106.020 4.460 3.330 2.470 1.810 1.350 1.0003.043 2.144 1.660 1.386 1.230 1.150 1.105额定功率转速2200rpm1501160018002000220015101499141613181198150116001800200022001434.391413.341314.861205.031078.20I J1/J Pe(Pw+Pf)/ηACC.Time(m/s2)(s2/m)(kW)(kW)(s)33.91%0.238 4.19878.75 1.840.051.19%0.338 2.960138.63 2.300.356.54%0.365 2.741179.45 2.770.556.95%0.367 2.726210.63 3.240.956.88%0.366 2.729225.47 3.48 1.055.76%0.361 2.770236.82 3.71 1.150.74%0.335 2.981247.85 4.18 1.345.47%0.307 3.258252.39 4.66 1.639.76%0.274 3.650248.41 5.14 1.9Imax=56.95%I J1/J Pe(Pw+Pf)/ηACC.Time(m/s2)(s2/m)(kW)(kW)(s) 24.29%0.299 3.34478.75 2.490.0 35.64%0.425 2.352138.63 3.120.338.93%0.459 2.177179.45 3.750.639.17%0.462 2.166210.63 4.400.9 39.13%0.461 2.168225.47 4.72 1.1 38.45%0.454 2.201236.82 5.04 1.2 35.35%0.422 2.369247.85 5.68 1.4 32.00%0.386 2.591252.39 6.33 1.7 28.24%0.344 2.905248.41 6.99 2.0Imax=39.17%I J1/J Pe(Pw+Pf)/ηACC.Time(m/s2)(s2/m)(kW)(kW)(s) 17.33%0.361 2.77078.75 3.410.0 25.12%0.515 1.942138.63 4.280.4 27.31%0.557 1.796179.45 5.160.6 27.46%0.560 1.787210.63 6.050.9 27.44%0.559 1.788225.47 6.49 1.1 26.99%0.551 1.816236.82 6.94 1.4 24.92%0.511 1.956247.857.84 1.7 22.65%0.467 2.141252.398.75 2.0 20.07%0.416 2.404248.419.66-2.4Imax=27.46%I J1/J Pe(Pw+Pf)/ηACC.Time(m/s2)(s2/m)(kW)(kW)(s) 12.63%0.403 2.47978.75 4.600.018.27%0.578 1.729138.63 5.780.419.82%0.626 1.599179.45 6.980.8 19.93%0.629 1.590210.638.19 1.1 19.91%0.628 1.592225.478.80 1.3 19.59%0.619 1.617236.829.41 1.7 18.11%0.574 1.744247.8510.65 1.9 16.48%0.523 1.911252.3911.90 2.4 14.61%0.465 2.149248.4113.16 2.7Imax=19.93%I J1/J Pe(Pw+Pf)/ηACC.Time(m/s2)(s2/m)(kW)(kW)(s) 9.11%0.415 2.41178.75 6.260.013.21%0.598 1.671138.637.880.614.33%0.648 1.543179.459.53 1.0 14.41%0.651 1.535210.6311.21 1.6 14.39%0.651 1.537225.4712.06 1.9 14.16%0.640 1.561236.8212.91 2.1 13.09%0.593 1.686247.8514.63 2.4 11.90%0.540 1.852252.3916.39 3.0 10.54%0.479 2.088248.4118.17 3.6Imax=14.41%I J1/J Pe(Pw+Pf)/ηACC.Time(m/s2)(s2/m)(kW)(kW)(s) 6.58%0.388 2.57978.758.470.09.61%0.565 1.771138.6310.690.810.43%0.612 1.633179.4512.97 1.4 10.48%0.615 1.625210.6315.30 2.3 10.47%0.615 1.627225.4716.48 2.6 10.30%0.605 1.654236.8217.66 3.0 9.51%0.559 1.790247.8520.08 3.5 8.63%0.507 1.972252.3922.56 4.3 7.61%0.448 2.232248.4125.08 5.2Imax=10.48%I J1/J Pe(Pw+Pf)/ηACC.Time(m/s2)(s2/m)(kW)(kW)(s) 4.66%0.329 3.03778.7511.580.06.89%0.486 2.057138.6314.68 1.37.49%0.528 1.894179.4517.87 2.3 7.52%0.530 1.885210.6321.17 3.7 7.51%0.529 1.889225.4722.85 4.2 7.38%0.520 1.922236.8224.54 4.6 6.79%0.479 2.088247.8528.01 5.4 6.13%0.433 2.309252.3931.59 6.8 5.38%0.380 2.632248.4135.288.1Imax=7.52%I J1/J Pe(Pw+Pf)/ηACC.Time(m/s2)(s2/m)(kW)(kW)(s)3.18%0.253 3.94778.7516.140.04.80%0.382 2.616138.6320.57 2.25.23%0.416 2.403179.4525.18 4.0 5.25%0.417 2.396210.6330.006.5 5.23%0.416 2.403225.4732.487.3 5.13%0.408 2.449236.8234.978.2 4.69%0.374 2.677247.8540.169.5 4.21%0.335 2.987252.3945.5712.0 3.65%0.290 3.446248.4151.1914.3Imax=5.25%I J1/J Pe(Pw+Pf)/ηACC.Time(m/s2)(s2/m)(kW)(kW)(s)2.14%0.182 5.48178.7522.220.03.34%0.284 3.517138.6328.544.1 3.65%0.310 3.221179.4535.207.2 3.65%0.310 3.222210.6342.2612.0 3.63%0.309 3.237225.4745.9113.5 3.55%0.302 3.310236.8249.6315.0 3.21%0.273 3.661247.8557.4417.3 2.83%0.241 4.148252.3965.6722.1 2.40%0.204 4.895248.4174.3526.5Imax=3.65%I J1/J Pe(Pw+Pf)/ηACC.Time(m/s2)(s2/m)(kW)(kW)(s)1.34%0.1148.78878.7531.160.02.21%0.188 5.324138.6340.438.7 2.42%0.206 4.861179.4550.3915.0 2.40%0.204 4.900210.6361.1425.4 2.37%0.202 4.945225.4766.7928.5 2.31%0.196 5.093236.8272.5831.6 2.03%0.173 5.775247.8584.9036.2 1.73%0.148 6.778252.3998.1247.0 1.39%0.1188.448248.41112.2757.4Imax=2.42%。
车架受力分析
大梁式车架受力分析一、整车对车架的要求二、车架的受力情况分析三、车架的结构分析1.车架的基本结构形式2.车架宽度的确定3.纵梁的形式、主参数的选择4.车架的横梁及结构形式5.车架的连接方式及特点6.载货车辆采用铆接车架的优点四、车架的计算1.简单强度计算分析2.简单刚度计算分析3.CAE综合分析五、附表2000年7月1日一、整车对车架的要求车架是整车各总成的安装基体，对它有以下要求：1.有足够的强度。
要求受复杂的各种载荷而不破坏。
要有足够的疲劳强度，在大修里程内不发生疲劳破坏。
2.要有足够的弯曲刚度。
保证整车在复杂的受力条件下，固定在车架上的各总成不会因车架的变形而早期损坏或失去正常工作能力。
3.要有足够的扭转刚度。
当汽车行使在不平的路面上时，为了保证汽车对路面不平度的适应性，提高汽车的平顺性和通过能力，要求车架具有合适的扭转刚度。
对载货汽车，具体要求如下：3.1车架前端到驾驶室后围这一段车架的扭转刚度较高，因为这一段装有前悬架和方向机，如刚度弱而使车架产生扭转变形，势必会影响转向几何特性而导致操纵稳定性变坏。
对独立悬架的车型这一点很重要。
3.2包括后悬架在内的车架后部一段的扭转刚度也应较高，防止由于车架产生变形而影响轴转向，侧倾稳定性等。
3.3驾驶室后围到驾驶室前吊耳以前部分车架的刚度应低一些，前后的刚度较高，而大部分的变形都集中在车架中部，还可防止因应力集中而造成局部损坏现象。
4.尽量减轻质量，按等强度要求设计。
二、车架的受力情况分析1.垂直静载荷：车身、车架的自重、装在车架上个总成的载重和有效载荷（乘员和货物），该载荷使车架产生弯曲变形。
2.对称垂直动载荷：车辆在水平道路上高速行使时产生，其值取决于垂直静载荷和加速度，使车架产生弯曲变形。
3.斜对称动载荷在不平道路上行使时产生的。
前后车轮不在同一平面上，车架和车身一起歪斜，使车架发生扭转变形。
其大小与道路情况，车身、车架及车架的刚度有关。
4.其它载荷4.1汽车加速和减速时，轴荷重新分配引起垂直载荷。
整车 动力学 公式
整车动力学公式主要包括：
1. 驱动力与阻力公式：驱动力（Ft）等于各阻力（Ff、Fw、Fi、Fj）之和，即Ft=Ff+Fw+Fi+Fj。
2. 滚动阻力公式：滚动阻力（Ff）与车轮垂直载荷、轮胎结构与路面情况影响滚动阻力系数（f），即Ff=f×(Fzf+Fzr)。
3. 空气阻力公式：空气阻力（Fw）等于1/2×CD×A×ρ×u^2，其中CD为空气阻力系数，A为迎风面积，ρ为空气密度，u为汽车与空气的相对速度。
4. 坡度阻力公式：坡度阻力（Fi）等于车重（G）乘以道路坡度（i），即Fi=G×i。
5. 加速阻力公式：加速阻力（Fj）等于车重（G）乘以加速度（dudt），即Fj=G×dudt。
6. 马力、扭矩和转速公式：马力=扭矩×转速÷5252；扭矩=马力×5252÷转速；转速=马力×5252÷扭矩。
7. 动能和动量公式：动能=质量×速度^2÷2；动量=质量×速度。
8. 加速度公式：加速度=动力÷质量。
9. 刹车距离公式：刹车距离=（初速度-终速度）÷2×刹车减速度。
10. 阻力公式：阻力=空气密度×面积×滑行系数×速度。
此外，还有一些具体的汽车动力学模型公式，如最高车速计算公式、发动机转速与车速关系公式等。
这些公式在汽车设计和性能分析中非常重要，可以帮助工程师更好地了解和控制车辆的动力学行为。
汽车驱动力的计算方式
汽车驱动力的计算方式
第一种方法是根据汽车速度和阻力来计算驱动力。
阻力可以进一步分
为滚动阻力、空气阻力和上坡阻力等。
滚动阻力是指汽车轮胎与地面之间的摩擦力，可以通过滚动阻力系数
和车辆质量来计算。
空气阻力是指汽车在行驶过程中受到的空气阻力，可以通过空气阻力
系数、空气密度、汽车速度和前面积来计算。
上坡阻力是指汽车在爬坡时需要克服的重力和摩擦力，可以通过坡度、车辆质量和摩擦系数来计算。
第二种方法是根据发动机输出功率和速度来计算驱动力。
发动机输出
功率是指发动机所能提供的动力，可以通过发动机的扭矩和转速来计算。
驱动力可以通过发动机输出功率和速度的关系来计算，即驱动力等于发动
机输出功率除以速度。
第三种方法是根据轮胎的抓地力和速度来计算驱动力。
轮胎的抓地力
是指轮胎与地面之间的摩擦力，可以通过摩擦系数和轮胎垂直力来计算。
驱动力可以通过轮胎的抓地力和速度的关系来计算，即驱动力等于轮胎的
抓地力乘以速度。
第四种方法是结合车辆动力学模型来计算驱动力。
车辆动力学模型是
指一种用来描述汽车运动过程的数学模型，可以综合考虑车辆的动力学性能、传动系统等因素。
通过建立车辆动力学模型，可以通过输入一定的参
数和条件来计算驱动力。
需要注意的是，以上的计算方式只是在理论上的模型，实际上汽车驱
动力会受到诸多因素的影响，如道路条件、车辆负载、车辆磨损等。
因此，在实际应用中需要对以上模型进行修正和调整，以获得更为准确的结果。
汽车车架的动力学分析--模态分析
北京科技大学机械工程进展（论文）题目：汽车车架的动力分析计算（模态分析）院别：机械工程学院专业班级：机研106班学生姓名：学号：导师：评分：2010年11月26日轻型载货汽车车架模态分析摘要：车架作为汽车的承载基体，安装着发动机、传动系、转向系、悬架、驾驶室、货厢等有关部件和总成，承受着传递给它的各种力和力矩。
所以对车架的结构十分重要。
本文主要采用有限元方法对车架的进行模态分析，研究了车架结构与其固有频率及其振型的关系, 给出车架在一定约束下的固有频率及固有振型，为解决车架结构的动力学问题和结构的改进提供了一定的依据。
关键词：有限元方法；车架；固有频率；模态分析1 引言车架是一个弹性系统，在外界的时变激励作用下将产生振动。
当外界激振频率与系统固有频率接近时，将产生共振。
共振不仅使乘员感到很不舒适，还会带来噪声和部件的疲劳损坏，威胁到车架的使用寿命和车辆安全。
车架是一个多自由度的弹性系统。
因此，它也有无限多的固有振型，而作用在车架上的激励来自于悬架系统、路面、发动机、传动系等的振动，这些振动对车架的激励可以认为是全频率的，但是，路面和悬架系统对车架结构激励的特点一样，每种激励在所有频率范围内并不是等能量分布的，所以，试图在所有频率上消除作用在车架上的激励，与车架结构的某些振型的共振是不可能。
因此，只有将注意力集中在各激励的能量集中的频率上，使之与所关心的车架的某阶振型不发生共振。
因而对车架进行模态分析以掌握车架对激振力的响应，从而对车架设计方案的动态特性进行评价，己经成为车架设计过程中必要的工作[1]。
2 模态分析理论基础在有限元分析程序中，振动方程表示为：1-1该方程可作为特征值问题，对无阻尼情况，方程可简化为：1-2其中。
ω2(固有频率的平方)表示特征值;{μ}表示特征向量，在振动的物理过程中表示振型，指示各个位置在不同方向振动幅值之间的比例关系，它不随时间变化。
对有阻尼情况，振动方程可转化为:1-3以上各式中，[M]为结构的质量矩阵;[C]为结构的阻尼矩阵;[K]为结构的刚度矩阵;{μ}为结构的位移列阵;为结构的速度列阵;为结构的加速度列阵。
选车必看：汽车动力详细计算实例（2）
选车必看：汽车动⼒详细计算实例（2）(本⽂代表我个⼈观点，仅供读者参考)详细分析⼀辆车的动⼒参数有利于对⽬标车型实际使⽤时出现的各种情况作出预测，这对于注重汽车性能的中国成熟汽车消费群体来说很有必要。
我们将采⽤计算汽车驱动⼒、结合⾏驶速度、风阻系数、公路坡度和乘员数量等参数深⼊分析汽车动⼒，和车友从运动理论⾓度分享爱车的动⼒情况，在新购买车辆时可以选到既满⾜需要，性价⽐也合适的车型。
物理学知识告诉我们：所有阻碍车辆⾏驶的⼒量被称为⾏驶阻⼒，推动汽车⾏驶的⼒量被称为驱动⼒，当驱动⼒⼤于⾏驶阻⼒时车辆就⾏驶。
我们来分享⼀下这两个“⼒”。
⼀、驱动⼒演绎1、计算驱动⼒的基本公式专业⼈员和资深玩友都知道这个计算汽车驱动⼒的基本公式：驱动⼒=（输出扭矩×挡位速⽐×主减速器速⽐×机械传动效率）/车轮半径仔细解读这些参数有利于加深我们对整个汽车动⼒原理的理解。
整个参数运⽤的算法停留在乘法和除法层⾯，没有⾛出四则运算的范围，所以，只要⼿上拿个计算器，不要按错键，⼤家都可以轻松计算出正确结果。
下⾯我们就来⼀⼀解读这些参数的意思。
2、驱动⼒就是推动汽车⾏驶的⼒量。
从发动机曲轴输出扭矩开始，经过减速器、变速箱、传动轴、最后到车轮转动为⽌就是驱动⼒的整个传递路线。
⼀般只计算“最⼤驱动⼒”，给出⼀个汽车动⼒的上限，这关系到汽车的最⾼⾏驶速度、最⼤载重量和最⼤上坡⾓度等众多参数。
我们在平时驾驶时⽤到的是相应转速下的驱动⼒，理解这个问题需要先看看发动机特性图。
3、输出扭矩多数情况下，发动机转速是在变化过程中的，随着转速不同，发动机输出的扭矩也不相同，产⽣的驱动⼒也不相同。
参数表中只给出最⼤扭矩和最⼤扭矩转速，对于⾃然吸⽓发动机和涡轮增压发动机来说，最⼤输出扭矩的转速和类型是不⼀样的，所以驱动⼒的情况也不相同。
我们还是先从发动机外特性图来理解它们的区别：这是⾃然吸⽓发动机的发动机特性图。
红线代表扭矩、⿊线代表功率，下边的数字是发动机转速，左边的数字是输出扭矩，右边的数字是输出功率。
车架模态分析报告(一)
车架模态分析报告（一）引言概述：
车架模态分析是车辆工程领域重要的研究方向之一，它通过对车辆的结构进行模态分析，以获取车辆在振动中的模态特性，从而为车辆结构的优化设计提供依据。
本文将对车架模态分析进行深入研究和探讨，以期为车辆工程领域的研究提供参考。
正文：
1. 车架模态分析的意义
- 了解车辆在振动条件下的模态特性
- 提供车辆结构设计的优化方案
- 提高车辆的安全性和稳定性
- 降低车辆噪音和振动的水平
- 为车辆疲劳寿命和可靠性评估提供依据
2. 车架模态分析的方法
- 有限元分析法
- 模态测量法
- 振动试验法
- 数值模拟法
- 动力学响应分析法
3. 车架模态分析的关键技术
- 模态参数的提取和分析
- 模态振型的绘制和对比
- 模态频率的计算和验证
- 模态传递函数的建立和分析
- 模态质量和阻尼的评估
4. 车架模态分析的应用领域
- 汽车工程
- 铁路工程
- 航空航天工程
- 船舶工程
- 工程机械
5. 车架模态分析的挑战和发展趋势
- 多物理场耦合模态分析
- 多尺度模态分析
- 自适应模态分析
- 模态分析与优化设计的一体化
- 车辆动力学与模态分析的融合
总结：
通过对车架模态分析的研究和探讨，可以深入了解车辆在振动条件下的模态特性，为车辆结构的设计提供优化方案，并提高车辆的安全性、稳定性和舒适性。
车架模态分析在汽车工程、铁路工程、航空航天工程、船舶工程和工程机械等领域有着广泛的应用。
未来，
车架模态分析将面临多物理场耦合、自适应性和一体化设计的挑战，在融合车辆动力学分析的基础上不断发展和完善。
车架动载荷加速度计算公式
车架动载荷加速度计算公式在汽车工程中，车架动载荷加速度是一个重要的参数，它可以帮助工程师们评估车辆在不同路况下的性能表现。
车架动载荷加速度是指车辆在行驶过程中受到的动态载荷加速度，它对车辆的悬挂系统和车身结构都有着重要的影响。
在本文中，我们将介绍车架动载荷加速度的计算公式，并讨论其在汽车工程中的应用。
车架动载荷加速度的计算公式可以通过以下步骤推导得出。
首先，我们需要考虑车辆行驶过程中受到的各种力的影响。
这些力包括车辆的重量、惯性力、驱动力、制动力以及路面的不平度等因素。
在车辆行驶过程中，这些力会对车辆产生作用，从而导致车辆产生动态载荷加速度。
根据牛顿第二定律，车辆受到的合外力等于其质量乘以加速度。
因此，我们可以得到以下的基本公式：F = m a。
其中，F代表车辆受到的合外力，m代表车辆的质量，a代表车辆的加速度。
在实际的汽车工程中，车辆的质量是已知的，而车辆的加速度可以通过车辆的运动学参数来计算得出。
因此，我们可以通过上述公式来计算车辆受到的合外力。
然后，我们可以将这个合外力分解成各个方向上的力，从而得到车辆在不同方向上的动态载荷加速度。
在实际的汽车工程中，车辆的动态载荷加速度通常是通过数值模拟或者实际测试来进行评估的。
通过数值模拟，工程师们可以在计算机上建立车辆的数学模型，并通过模拟不同路况下的行驶过程来评估车辆的动态载荷加速度。
通过实际测试，工程师们可以在实际路面上对车辆进行测试，并通过传感器来获取车辆在行驶过程中受到的动态载荷加速度。
车架动载荷加速度的计算公式在汽车工程中有着广泛的应用。
首先，它可以帮助工程师们评估车辆在不同路况下的性能表现。
通过计算车辆在不同路况下的动态载荷加速度，工程师们可以了解车辆在行驶过程中受到的力的大小和方向，从而评估车辆的悬挂系统和车身结构的设计是否合理。
其次，它可以帮助工程师们优化车辆的悬挂系统和车身结构。
通过计算车辆在不同路况下的动态载荷加速度，工程师们可以了解车辆在行驶过程中受到的力的大小和方向，从而优化车辆的悬挂系统和车身结构，以提高车辆的性能表现。
汽车动力性计算
汽车动力性计算汽车的动力性是指其加速性能和行驶速度的表现。
它直接反映了汽车的动力输出和驱动系统的效率。
动力性的计算可以通过以下几个方面进行：引擎功率、扭矩、车辆重量、传动系统效率、空气阻力、轮胎滚动阻力、汽车动力重量比等。
首先，引擎的功率对汽车的动力性有很大的影响。
引擎排量大、燃料燃烧效率高的汽车能够输出更大的功率，从而提高汽车的动力性能。
引擎功率通常以千瓦（kW）或马力（HP）来表示。
其次，扭矩也是衡量汽车动力性的重要指标之一、扭矩代表引擎输出的力矩大小，能够影响汽车的加速性能。
通常以牛顿米（Nm）来表示。
同时，车辆的重量也会对动力性产生影响。
较重的汽车在加速时需要克服更大的惯性力，因此其加速性能通常较差。
重量较轻的车辆则更容易实现快速加速。
传动系统效率也是影响汽车动力性能的重要因素。
不同的传动系统，如手动变速器、自动变速器、CVT等，其效率各有差异。
传动系统的效率越高，越能将引擎的动力传递到车轮，从而提高汽车的动力性。
空气阻力是汽车行驶时产生的阻碍力之一，对动力性的影响也很大。
空气阻力随着汽车速度的增加而增大，因此高速行驶时汽车的动力性能会受到较大影响。
轮胎滚动阻力是轮胎与道路接触时产生的阻力，同样会影响汽车的动力性。
滚动阻力越小，汽车在行驶过程中消耗的动力越小，动力性能也就越好。
最后，汽车的动力重量比也是衡量其动力性的重要指标。
动力重量比代表单位质量的汽车所能提供的动力大小。
动力重量比越大，汽车的动力性能越好。
综上所述，汽车的动力性能是一个综合性能指标，涉及引擎功率、扭矩、车辆重量、传动系统效率、空气阻力、轮胎滚动阻力和动力重量比等多个方面。
通过对这些因素的分析和计算，可以准确评估汽车的动力性能。
汽车制造商在设计汽车时，通常会根据这些指标进行优化，以提供更好的动力性能。
1 汽车动力性计算
１汽车动力性计算（加速性能、最高车速、动力因数－加速时间和加速距离）
已知：发动机外特性、装载质量、整备质量、总质量、车轮半径、传动系效率、滚动阻力系数、空气阻力系数×迎风面积、主减速器速比飞轮转动惯量、两个前轮转动惯量、四个后轮转动惯量、变速器速比、轴距、质心至前轴距离、质心高度。
例如，已知数据如下表。
变速器速比
发动机外特性T q=a+a1(n/c)+a2(n/c)2+a2(n/c)3+a3(n/c)4
1)绘制汽车驱动力与行驶阻力平衡图；
2)求汽车的最高车速、最大爬坡度；
3)绘制加速度倒数曲线
4)用图解法或编程绘制汽车动力因数特性曲线
5)图解手工绘制II档起步，加速至70km/h的车速－时间曲线。
商用车动力计算公式
2881.63452 3285.7118 3729.04724 4211.64083 4733.49258 5294.60249 5894.97055 6534.59677
11464 F4= 0.073729 7.386327 4.224372
8485 F5= 0.054551 5.46049 3.125519
-0.0008 #DIV/0! 0.0028 #DIV/0! 0.0057 #DIV/0! 0.0076 #DIV/0! 0.0093 #DIV/0! 0.0108 #DIV/0! 0.0121 #DIV/0! 0.0127 #DIV/0! 0.0125 #DIV/0! 0.0124 #DIV/0! -0.0022 #DIV/0! -0.0022 #DIV/0! -0.0022 #DIV/0!
最大爬坡度
弧度 ％ 角度
F1=
20815 F2=
15585 F3=
0.134152
0.100314
13.49625
10.06515
7.686321
5.747537
50
3.31 I4=
传动效率η =
0.75
2.45 I5=
迎风截面积 （m**2） =
1.82 I6=
6.387
1.36 I7=
第三挡最大 第四挡车速 第四挡最大 第五挡车速 第五挡最大 第六挡车速 第6挡最大 第7挡车速 牵引力 (N) （km/h） 牵引力 (N) （km/h） 牵引力 (N) （km/h） 牵引力 (N) （km/h）
9895
33
7324
44
5441
59
4066
81
10860
30
8039
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重型运输车车架的动力学分析
摘要:本文采用有限元方法对重型运输车车架进行了动力学分析。
通过对改变车架纵梁厚度、横梁壁厚、横梁外径和局部加强的分析计算，研究了车架结构与其固有频率及其振型的关系，为解决车架结构的动力学问题和结构的改进提供了一定的依据。
关键词：有限元方法，车架，固有频率，动力学分析
1 引言
车辆是运输机械，其工作过程总是受到随时间变化的载荷作用。
当动载荷很小时，可忽略不计，只需进行静态分析。
若所受动载荷较大，或者虽然不大但作用力的频率与结构的某一固有频率接近时，都可能引起结构共振，从而引起很高的动应力，造成强度破坏或产生不允许的变形，破坏车辆的性能，因此必须对车辆的结构进行动态分析。
以往，研究车辆的振动是在样车研制出来以后，测量车辆在各种路面及车速下的加速度和振动频率，这种方法显然存在一定的设计风险。
因此有必要针对其结构形式和结构特点，用动态分析的方法求出整车的动态特性模型及参数，并通过已有的试验结果予以验证，从而预估车辆的动态特性响应。
本文应用有限元方法对运输车的车架进行动力学分析，分析采用先进的有限元分析软件ANSYS完成。
2 有限元模型的建立
以往车架结构的有限元分析大多采用梁单元模型，其优点在于建模简单、单元数目少、计算速度快，适合于对结构的初选方案进行分析对比。
但将梁单元用于整车的结构分析时，存在下列问题：
①无法解决应力集中问题，尤其是在纵梁与横梁连接处的应力集中，这是由于梁单元在离散车架结构时，将纵梁与横梁连接处处理为一个节点，不能真实反映车架纵梁与横梁连接处的几何形状。
②对于复杂的梁，其截面特性无法确定，因此计算精度差。
该运输车的底盘采用双横臂双扭杆独立悬架(带液力减振器)、宽断面越野低压可充放气轮胎、大断面Z型底盘大梁(两根大梁间用数根管状横梁相连)，底盘自重大、整车载荷分布均匀。
根据这一结构，车架模型中大梁与横梁支座采用三维壳单元SHELL63，扭杆和横臂等采用梁单元BEAM4，横梁采用管单元PIPE16。
此外，由于整个车架的结构复杂，在建立模型时根据具体结构情况进行了以下简化：
①略去承受载荷比较小、对结构变形影响很小的部件，如储气筒等。
②对部分部件进行简化，如悬挂支座和扭杆固定端支座由于结构复杂，对其采用板单元进行简化。
③将一些节点的自由度进行耦合，如将横梁支座与大量的螺栓连接处的自由度进行耦合。
④把发动机、液力变矩器、变速箱等部件简化为其支点上的集中质量与转动惯量。
经过以上简化处理，建立有限元结构模型如图1所示。
图1 车架的有限元结构模型
3 分析计算
因为车辆大部分时间是正常行驶，所以在模态分析时选取8轮着地的稳定工况。
一般的结构，前几阶较低的频率对结构的动力影响很大，所以分析时只提取车架的前9阶频率及其对应的振型。
由于只对车的垂直振动感兴趣，所以只提取车架的垂直振动的振型。
为研究车架的固有频率与其结构的关系，分别计算了几种方案的固有频率。
3.1改变纵梁的厚度
原纵梁采用两块6mm的钢板叠加而成，总厚度为12mm。
现先将其厚度增加为7mm进行计算，再将其厚度减小为5mm进行计算。
计算结果如表1所示。
表1 纵梁厚度变化时车架的各阶频率Hz
从表1中的数据可以看出，改变纵梁的厚度对车架的固有频率有一定的影响。
增加纵梁的厚度会使车架的低阶固有频率减小而使高阶固有频率增加；而减小纵梁的厚度时，频率的变化正好相反。
值得注意的是当纵梁厚度增加为7mm时，出现了1个频率为8·1775Hz的俯仰振动的振型如图2所示，而当纵梁的厚度不变或减小时，这阶振型的俯仰振动不明显。
其他阶振型变化不大。
所以改变纵梁的厚度可以有效的改变车架的固有频率。
3.2 改变横梁的壁厚
原横梁采用空心钢管结构。
现先进行计算。
计算结果如表2所示。
表2 横梁厚度变化时车架的各阶固有频率Hz
从表2中的数据可以看出，改变厚增加时，车架的低阶固有频率降低固有频率升高而高阶固有频率降低；变，而第2、7阶固有频率变化较大。
3.3 改变横梁的外径
先将原横梁的外径增加2mm进行计算，再将其外径减小2mm进行计算。
计算结果如表3所示.
表3 横梁外径变化时车架的各阶固有频率Hz
响不大。
当横梁的外径增加时，车架的低阶固有频率降低而高阶固有频率升高；而当横梁的外径减小时，低阶固有频率升高而高阶固有频率降低；在前9阶固有频率中，第3、4、5、6阶固有频率保持不变.
3.4 进行局部加强
从原车架的第3阶振型(如图3 )可以看出，车架的前部(发动机部分)的局部变形较大，如图3，所以将发动机支座部分的板厚从原来的16mm增加为20mm，分析其固有频率和型的变化情况.其固有频率如表3所示.
从表4中的数据可以看出，改变局部的结构对第3阶频率影响较大。
这说明局部加强也能改变结构的固有频率。
从第3阶振型的改变(图3、5 )可以看出，进行局部加强对减小局部相对大的振幅有明显的作用。
4 结论
①改变纵梁的厚度对车架结构的固有频率影响较大。
若要解决频率问题，可首先考虑通过改变纵梁的厚度来实现。
横梁的壁厚和外径的变化对车架结构的频率影响不明显，因此不宜用改变横梁壁厚和外径来达到改变车架结构频率的目的。
②车架结构的局部加强能对结构的频率也有一定的影响。
参考文献
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[3].刘新田,刘长虹.郭辉.基于有限元的汽车车架静态分析[期刊论文]-上海工程技术大学学报 2007(2)
[4].刘鹏,冯国胜.某重型钢水罐车车架结构的有限元分析及优化[期刊论文]-石家庄铁道学院学报 2006(2)。