汽车振动与噪声控制优秀课件
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动体与固定位置之间的关系或者是某个瞬间 两个振动物体位置的相对关系)
机械振动有哪些类型
2.按振动系统的自由度数分类
多自由度系统振动——确定系统在振动过程中任何瞬 时几何位置需要多个独立坐标的振动；
机械振动有哪些类型
3.按系统的响应（输出振动规律）分类
周期振动——能用时间的周期函数表示系统响应的振动； 瞬态振动——只能用时间的非周期衰减函数表示系统响应 的振动； 随机振动——不能用简单函数或函数的组合表达运动规律， 而只能用统计方法表示系统响应的振动。(汽车行驶在路面 )
问题
• 什么是振动？ • 振动研究哪些问题？ • 什么是机械振动，机械振动有哪些类型
？ • 一个机械振动系统由哪些部分构成？ • 如何进行机械振动的分析研究？ • 汽车振动包含哪些振动问题？
什么是振动 Vibration？
• 物体以其平衡位置为中心所做的往复运动 • Any motion that repeats itself after an interval
机械振动有哪些类型
2.按振动系统的自由度数分类
确定系统在振动过程 中任何瞬时几何位置 所需独立坐标的数目
单自由度系统振动——确定系统在振动过程中任何瞬 时几何位置只需要一个独立坐标的振动；
机械振动有哪些类型
2.按振动系统的自由度数分类
Leabharlann Baidu两自由度系统振动——确定系统在振动过程中任何瞬 时几何位置需要两个独立坐标的振动；
输入/激励
√
振动系统
?
汽车产品开发过程中的正向设计
输出/响应
√
振动研究的问题
• 系统辩识
已知系统响应和外界激励 求系统的参数
系统已经存在，需要根 据测量获得的激励和响 应识别系统参数，以便 更好地研究系统特性
输入/激励
√
振动系统
?
输出/响应
√
汽车产品开发过程中的对标 Benchmark
振动研究的问题
汽车振动与噪声控制优秀课件
内容安排
• 第1章 • 第2章 • 第3章 • 第4章 • 第5章 • 第6章 • 第7章 • 第8章
振动理论基础 声学理论基础 发动机振动分析与控制 动力传动及转向系统振动 汽车平顺性 发动机及动力总成噪声 底盘系统噪声 车身及整车噪声
第一章 振动理论基础
• 引言 • 单自由度系统 • 双自由度系统 • 多自由系统 • 连续系统振动 • 随机振动分析基础
x(t)Asi nt
x(t)x(tnT)
机械振动有哪些类型
4. 按描述系统的微分方程分类
线性振动——能用常系数线性微分方程描述的振动； 非线性振动——只能用非线性微分方程描述的振动。
本课程仅讨论线性振动
振动研究的问题
• 响应分析
已知系统参数及外界激励 求系统的响应(位移、速度、加速度和力的响应等）
输入/激励
√
振动系统
√
输出/响应
?
已知路面状况和车辆结构，分析驾驶人受到的振动
振动研究的问题
• 环境预测
已知系统响应和系统参数 求系统的激励
输入/激励
?
振动系统
√
输出/响应
√
振动研究的问题
• 系统设计
已知系统响应和外界激励 求系统的参数
系统尚不存在，需要设 计合理的系统参数，使 系统在已知激励下达到 给定的响应水平
量纲： m:kg k:N/m c: N.s/m
如何进行机械振动的分析研究
• 理论分析
解析 数学工具 解
实际 力学原理 微分
振动
系统
方程 计算机
数值 解
特性
• 建立系统力学模型：将所研究的对象以及外界
对其作用简化为一个即简单又能在动态特性方面与 原来研究对象等效的力学模型
• 建立运动微分方程并求解，得出响应规律
of time • 振动是自然界中常见的现象
心脏的搏动、耳膜和声带的振动等 汽车、火车、飞机及机械设备的振动 家用电器、钟表的振动 地震以及声、电、磁、光的波动等等 股市的升跌和振荡等
振动的危害
• 地震，海啸等灾害 • 运载工具的振动（车辆、船舶、航天器） • 机械设备以及土木结构的破坏 (Tacoma Narrows Bridge) • 噪声 • 降低机器及仪表的精度
2.通过实验来验证理论分析的结果
简谐振动
• 机械系统的某个物理量(位移、速度或加速度)按时间 的正弦(或余弦)函数规律变化的振动
• 研究其他形式振动的基础 • 可用函数表达式、矢量或复数等形式来表示，不同的
表示方法运用于不同的场合(频域分析用复数表达法)
x A si 2n t ( ) A s2 ifn t) ( A sit n)( T
7个自由度
4个自由度
空间模型
¼ 汽车模 型
2个自由度
平面模型 单自由度
如何进行机械振动的分析研究
• 实验研究：
直接测量振系的响应并进行分析，以了解机械振 动特性（振动分析）；
用已知振源、激振对象，测取响应，以了解系统 特性（系统识别）
• 理论分析和实验结合
1.用实验方法(如模态分析)识别出系统，建立系统特 性模型
振动的用途
• 钟表 • 琴弦振动 • 振动沉桩、拔桩、捣固、压路机 • 振动给料机 • 振动清筛机
什么是机械振动
• 研究的物理量是位移、速度、加速度、应 力、应变等机械量，在某一数值附近随着 时间 t 变化。
机械振动有哪些类型
1.按振动系统所受的激励类型分类
自由振动——系统受初始干扰或原有的外激励取消后产生的振动； 强迫振动——系统在外激励力作用下产生的振动； 自激振动——系统在输入和输出之间具有反馈特性，并有能源补充而产 生的振动（架空电缆、机翼颤振、琴弦） 参数振动 —— 通过周期或随机地改变系统的特性参数而实现的振动 （秋千）
x A co ts () x A 2si tn () 2 x
x2x0
如果系统的运动方程可表示如此，该系统做简谐振动
简谐振动
描述振动的基本参数
• 振动的快慢：频率f(Hz) frequency(周期 period)
• 振动的强度：振幅A-amplitude • 振动与初始位置有关：相位phase(某时刻振
2014-4-24
• 振动隔离：汽车悬架、发动机悬置 • 在线控制：发动机故障监测诊断 • 动态性能分析：操稳和平顺性能 • 模态分析：车身模态分析（特征频率） • 研发产品
一个振动系统由哪些部分构成
• 构成机械振动系统的基本元素
– 惯性、恢复性和阻尼
• 质量(mass) • 弹簧(spring) • 阻尼(damping)
机械振动有哪些类型
2.按振动系统的自由度数分类
多自由度系统振动——确定系统在振动过程中任何瞬 时几何位置需要多个独立坐标的振动；
机械振动有哪些类型
3.按系统的响应（输出振动规律）分类
周期振动——能用时间的周期函数表示系统响应的振动； 瞬态振动——只能用时间的非周期衰减函数表示系统响应 的振动； 随机振动——不能用简单函数或函数的组合表达运动规律， 而只能用统计方法表示系统响应的振动。(汽车行驶在路面 )
问题
• 什么是振动？ • 振动研究哪些问题？ • 什么是机械振动，机械振动有哪些类型
？ • 一个机械振动系统由哪些部分构成？ • 如何进行机械振动的分析研究？ • 汽车振动包含哪些振动问题？
什么是振动 Vibration？
• 物体以其平衡位置为中心所做的往复运动 • Any motion that repeats itself after an interval
机械振动有哪些类型
2.按振动系统的自由度数分类
确定系统在振动过程 中任何瞬时几何位置 所需独立坐标的数目
单自由度系统振动——确定系统在振动过程中任何瞬 时几何位置只需要一个独立坐标的振动；
机械振动有哪些类型
2.按振动系统的自由度数分类
Leabharlann Baidu两自由度系统振动——确定系统在振动过程中任何瞬 时几何位置需要两个独立坐标的振动；
输入/激励
√
振动系统
?
汽车产品开发过程中的正向设计
输出/响应
√
振动研究的问题
• 系统辩识
已知系统响应和外界激励 求系统的参数
系统已经存在，需要根 据测量获得的激励和响 应识别系统参数，以便 更好地研究系统特性
输入/激励
√
振动系统
?
输出/响应
√
汽车产品开发过程中的对标 Benchmark
振动研究的问题
汽车振动与噪声控制优秀课件
内容安排
• 第1章 • 第2章 • 第3章 • 第4章 • 第5章 • 第6章 • 第7章 • 第8章
振动理论基础 声学理论基础 发动机振动分析与控制 动力传动及转向系统振动 汽车平顺性 发动机及动力总成噪声 底盘系统噪声 车身及整车噪声
第一章 振动理论基础
• 引言 • 单自由度系统 • 双自由度系统 • 多自由系统 • 连续系统振动 • 随机振动分析基础
x(t)Asi nt
x(t)x(tnT)
机械振动有哪些类型
4. 按描述系统的微分方程分类
线性振动——能用常系数线性微分方程描述的振动； 非线性振动——只能用非线性微分方程描述的振动。
本课程仅讨论线性振动
振动研究的问题
• 响应分析
已知系统参数及外界激励 求系统的响应(位移、速度、加速度和力的响应等）
输入/激励
√
振动系统
√
输出/响应
?
已知路面状况和车辆结构，分析驾驶人受到的振动
振动研究的问题
• 环境预测
已知系统响应和系统参数 求系统的激励
输入/激励
?
振动系统
√
输出/响应
√
振动研究的问题
• 系统设计
已知系统响应和外界激励 求系统的参数
系统尚不存在，需要设 计合理的系统参数，使 系统在已知激励下达到 给定的响应水平
量纲： m:kg k:N/m c: N.s/m
如何进行机械振动的分析研究
• 理论分析
解析 数学工具 解
实际 力学原理 微分
振动
系统
方程 计算机
数值 解
特性
• 建立系统力学模型：将所研究的对象以及外界
对其作用简化为一个即简单又能在动态特性方面与 原来研究对象等效的力学模型
• 建立运动微分方程并求解，得出响应规律
of time • 振动是自然界中常见的现象
心脏的搏动、耳膜和声带的振动等 汽车、火车、飞机及机械设备的振动 家用电器、钟表的振动 地震以及声、电、磁、光的波动等等 股市的升跌和振荡等
振动的危害
• 地震，海啸等灾害 • 运载工具的振动（车辆、船舶、航天器） • 机械设备以及土木结构的破坏 (Tacoma Narrows Bridge) • 噪声 • 降低机器及仪表的精度
2.通过实验来验证理论分析的结果
简谐振动
• 机械系统的某个物理量(位移、速度或加速度)按时间 的正弦(或余弦)函数规律变化的振动
• 研究其他形式振动的基础 • 可用函数表达式、矢量或复数等形式来表示，不同的
表示方法运用于不同的场合(频域分析用复数表达法)
x A si 2n t ( ) A s2 ifn t) ( A sit n)( T
7个自由度
4个自由度
空间模型
¼ 汽车模 型
2个自由度
平面模型 单自由度
如何进行机械振动的分析研究
• 实验研究：
直接测量振系的响应并进行分析，以了解机械振 动特性（振动分析）；
用已知振源、激振对象，测取响应，以了解系统 特性（系统识别）
• 理论分析和实验结合
1.用实验方法(如模态分析)识别出系统，建立系统特 性模型
振动的用途
• 钟表 • 琴弦振动 • 振动沉桩、拔桩、捣固、压路机 • 振动给料机 • 振动清筛机
什么是机械振动
• 研究的物理量是位移、速度、加速度、应 力、应变等机械量，在某一数值附近随着 时间 t 变化。
机械振动有哪些类型
1.按振动系统所受的激励类型分类
自由振动——系统受初始干扰或原有的外激励取消后产生的振动； 强迫振动——系统在外激励力作用下产生的振动； 自激振动——系统在输入和输出之间具有反馈特性，并有能源补充而产 生的振动（架空电缆、机翼颤振、琴弦） 参数振动 —— 通过周期或随机地改变系统的特性参数而实现的振动 （秋千）
x A co ts () x A 2si tn () 2 x
x2x0
如果系统的运动方程可表示如此，该系统做简谐振动
简谐振动
描述振动的基本参数
• 振动的快慢：频率f(Hz) frequency(周期 period)
• 振动的强度：振幅A-amplitude • 振动与初始位置有关：相位phase(某时刻振
2014-4-24
• 振动隔离：汽车悬架、发动机悬置 • 在线控制：发动机故障监测诊断 • 动态性能分析：操稳和平顺性能 • 模态分析：车身模态分析（特征频率） • 研发产品
一个振动系统由哪些部分构成
• 构成机械振动系统的基本元素
– 惯性、恢复性和阻尼
• 质量(mass) • 弹簧(spring) • 阻尼(damping)