汽车理论课件 第六章 汽车的平顺性 2.路面不平度的统计特性

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第二节 路面不平度的统计特性
二、空间频率功率谱密度Gq (n)化为时间频率功率谱密度Gq (f )
车速
Gq (n) Gq (f )
f un
f un
当空间频率 n 或带宽 Δn 一定时，时间频率 f 与带宽Δf 随车速成正比 变化。
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第二节 路面不平度的统计特性
单位频带内的“功率”（均方值）即为功率谱密度。 空间频率的功率谱密度
Gq(n0)/(10-6m3) （n0=0.1m-1）
几何平均值 16 64 256 1024 4096
16384 65536 262144
σq /(10-3m) 0.011m-1<n<2.83m-1
几何平均值 3.81 7.61 15.23 30.45 60.90 121.80 243.61 487.22
Байду номын сангаас
Gq f 2πf 2 Gq f 4π2Gq n0 n02u
Gq f 2πf 4 Gq f 16π4Gq n0 n02uf 2
由此再次看到：路面不平度的速度谱，与自变量f无关， 是常数。（前提：给定车速和给定路面。）
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第二节 路面不平度的统计特性
Gq f
Gq n0 n02
W
Gq
n
Gq
n0
n n0
n—空间频率（m-1），表示每米长度包括几个波长；
n0—参考空间频率，n0=0.1m-1； Gq (n0 ) — 参考空间频率下的路面功率谱密度，也称路 面不平度系数；
W—频率指数。
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第二节 路面不平度的统计特性
2）路面不平度8级分类标准
路面等级
A B C D E F G H
时间频率谱密 度Gq(f)
1 1 2
Gq (n) 1
f n
f 2n
f
Δn n
空间频率谱 密度Gq(n)
2 q~n
速度u不同时，空 间频率与时间频
率的关系
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第二节 路面不平度的统计特性
2
Gq
f
1 u
Gq
n0
n n0
Gq n0 n02
u f2
qt dqt/ dt qt d2qt/ dt2
lim Gq
n
σ2 q ~Δn
Δn0 Δn
2 q~n
—路面功率谱密度在频带Δn内包含的“功率”。
lim Gq
f
2 q ~Δn
Δf 0 Δf
将f un 代入
Gq
f
lim
2 q~Δn
Δn0 uΔn
1 u
Gq
n
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第二节 路面不平度的统计特性
空间频率和时间频率谱密度的关系
f 1 n 2
2
Gq(f)
本章重点研究路面不平引起的汽车振动问题。
➢本章将具体研究以下内容：人体对振动的反应和平 顺性的评价；路面不平度的统计特性；汽车振动系统的 简化，系统的频率响应特性和系统参数对振动响应参数 的影响等。
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第六章 汽车的平顺性
第二节 路面不平度的统计特性
➢本节将介绍路面空间频率的功率谱密度，路面 等级，空间频率的功率谱密度化为时间频率的功率 谱密度，位移谱、速度谱和加速度谱的概念等。
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第二节 路面不平度的统计特性
一、路面不平度的功率谱密度
1.路面不平度函数
➢路面相对基准平面的高度 q ，沿道路走向长度 I 的变化 q（I）称为路面不平度函数。
➢用水准仪或路面计可以得到路面不平度函数。
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第二节 路面不平度的统计特性
2.路面不平度的功率谱密度Gq (n)
1）Gq (n)的拟合公式
汽车理论
第四十讲
主讲教师：XXX
学时：48
汽车理论
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汽车理论
根据作用于汽车上的外力特性，分析与汽车动 力学有关的各主要使用性能。 各章分别介绍各使用性能的评价指标与评价方 法，建立了有关的动力学方程，分析汽车及其 部件的结构形式与结构参数对各使用性能的影 响，阐述了进行性能预测的基本计算方法。
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汽车理论研究的主要内容
汽车理论主要研究汽车的各项性能。
动力性
汽
车
燃油经济性
的
性 能
制动性
主
要 包
操纵稳定性
括
平顺性
通过性
汽车动力装置 参数的确定
汽车设计追求 的是最高性价比
汽车理论
学习思路
评价指标
评价指标的确定
学习过程中要注 重理论联系实际
分析影响因素
汽车理论
第六章 汽车的平顺性 第六章 汽车的平顺性
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第二节 路面不平度的统计特性
路面不平度分级图
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第二节 路面不平度的统计特性
3）速度功率谱密度和加速度功率谱密度
速度功率谱密度 Gq(n) (2πn)2Gq(n) 加速度功率谱密度
Gq (n) (2πn)4Gq (n)
当W=2时
Gq(n) (2πn0 )2Gq(n0 )
与n无关——“白噪声”
对上式的等 式两边取对数 后作图，得到 加速度功率谱 密度。
u Gq(n0)
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第二节 路面不平度的统计特性
本节内容结束 下一节
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u f2
对上式的等 式两边取对数 后作图，得到 位移功率谱密 度。
u Gq(n0)
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第二节 路面不平度的统计特性
Gq f 4π2Gq n0 n02u
对上式的等 式两边取对数 后作图，得到 速度功率谱密 度。
u
Gq(n0)
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第二节 路面不平度的统计特性
Gq f 16π4Gq n0 n02uf 2