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1、第六章第六章 汽车的平顺性汽车的平顺性第六章 汽车的平顺性 本章将具体研究以下内容：人体对振动的反应和平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。的影响等。本章重点研究路面不平引起的汽车振动问题。本章重点研究路面不平引起的汽车振动问题。返回目录第1页/共21页2第六章 汽车的平顺性 什么是汽车平顺性？什么是汽车平顺性？保持汽车在行驶过程中乘员所处的振动环境具保持汽车在行驶过程中乘员所处的振动环
2、境具有一定舒适程度和保持货物完好的性能。有一定舒适程度和保持货物完好的性能。为什么要研究汽车的平顺性？为什么要研究汽车的平顺性？振动影响人的舒适性、工作效能、身体健康，振动影响人的舒适性、工作效能、身体健康，影响货物的完整性以及汽车零部件的性能和寿命。影响货物的完整性以及汽车零部件的性能和寿命。平顺性研究的目的是有效控制汽车振动系统的动态平顺性研究的目的是有效控制汽车振动系统的动态特性。特性。第2页/共21页3振动系统弹性元件阻尼元件车身、车轮质量输入输入路面不平度路面不平度车速车速发动机、传动系和车轮等旋发动机、传动系和车轮等旋转部件的非平衡干扰转部件的非平衡干扰输出输出车身传至人体的加速度
3、车身传至人体的加速度悬架弹簧的动挠度悬架弹簧的动挠度车轮与路面间的动载荷车轮与路面间的动载荷评价指标评价指标加权加速度均方根值加权加速度均方根值撞击悬架限位的概率撞击悬架限位的概率行驶安全性行驶安全性 本章将围绕人体对振动的反应和平顺性本章将围绕人体对振动的反应和平顺性的评价指标、路面不平度的统计特性（振动的评价指标、路面不平度的统计特性（振动系统的输入）、振动系统的动力学分析、振系统的输入）、振动系统的动力学分析、振动系统的输出特性等内容而展开。动系统的输出特性等内容而展开。第六章 汽车的平顺性本章将本章将不考虑不考虑第3页/共21页4第一节第一节人体对振动的反应和平顺性的评人体对振动的反应
4、和平顺性的评价价 本节将学习人体对振动的反应、人体坐本节将学习人体对振动的反应、人体坐姿受振模型、平顺性的评价方法等。姿受振模型、平顺性的评价方法等。第六章 汽车的平顺性返回目录第4页/共21页5一、人体对振动的反应一、人体对振动的反应人体对振动的反应人体对振动的反应垂直方向垂直方向412.5Hz水平方向水平方向0.52Hz人体最敏感人体最敏感传至人体的振动加速度传至人体的振动加速度人体对水平方向的振人体对水平方向的振动比垂直方向更敏感动比垂直方向更敏感心理心理生理生理思考：公交车和长途思考：公交车和长途客车在设计时对平顺客车在设计时对平顺性的要求有何不同？性的要求有何不同？客观因素客观因素主
5、观因素主观因素第一节 人体对振动的反应和平顺性的评价持续时间持续时间强度强度作用方向作用方向频率频率第5页/共21页6 1974年国际标准化组织制定了国际标准年国际标准化组织制定了国际标准ISO2631：人人体承受全身振动评价指南体承受全身振动评价指南 1997年公布了年公布了ISO26311：人体承受全身振动评价人体承受全身振动评价第一部分：一般要求第一部分：一般要求 我国对相应国际标准进行了修订，公布了我国对相应国际标准进行了修订，公布了GB/T4970 1996汽车平顺性随机输入行驶试验方法汽车平顺性随机输入行驶试验方法国际、国内与平顺性评价方法相关的标准国际、国内与平顺性评价方法相关的
6、标准第一节 人体对振动的反应和平顺性的评价第6页/共21页7人体坐姿受振模型人体坐姿受振模型共共3个输入点、个输入点、12个方向的振动个方向的振动第一节 人体对振动的反应和平顺性的评价第7页/共21页8位置位置坐标轴名称坐标轴名称频率加权函数频率加权函数轴加权系数轴加权系数k座椅支承面座椅支承面wd1.00wd1.00wk1.00we0.63we0.40we0.20靠背靠背0.80wd0.50wd0.40脚脚wk0.25wk0.25wk0.40频率加权函数和轴加权系数频率加权函数和轴加权系数第一节 人体对振动的反应和平顺性的评价第8页/共21页9各轴向的频率加权函数（渐近线）各轴向的频率加权函
7、数（渐近线）频率加权函数频率加权函数第一节 人体对振动的反应和平顺性的评价第9页/共21页10即人对座椅传给人体的振动最敏感即人对座椅传给人体的振动最敏感思考：由轴加权系数的不同取值可否思考：由轴加权系数的不同取值可否确定人体对哪个点输入的振动最敏感确定人体对哪个点输入的振动最敏感？第一节 人体对振动的反应和平顺性的评价第10页/共21页11ISO2631-1：1997（E）标准还规定）标准还规定当当评价振动对健康的影响评价振动对健康的影响时时 只考虑只考虑 这三这三个轴向振动，且个轴向振动，且 两两个水平轴向的轴加权系数个水平轴向的轴加权系数取取 k=1.4=1.4。靠背水平轴向靠背水平轴向
8、 可以由椅面水平轴向可以由椅面水平轴向 代替，此时轴加权系数取代替，此时轴加权系数取 k=1.4。我国标准规定，评价汽车平顺性时就考虑椅面我国标准规定，评价汽车平顺性时就考虑椅面 三个轴向振动。三个轴向振动。第一节 人体对振动的反应和平顺性的评价第11页/共21页12人体对不同频率的振动敏感程度不同 最敏感的频率范最敏感的频率范围是围是412.5Hz。在。在48Hz频率范围频率范围，人的内，人的内脏器官产生共振；脏器官产生共振；812.5Hz频率范围，频率范围，对人对人的脊椎系统影响很大。的脊椎系统影响很大。最敏感的频率范最敏感的频率范围是围是0.52Hz。大约在。大约在3Hz以下，人体对水平
9、振动比对以下，人体对水平振动比对垂直振动更敏感，且汽车车垂直振动更敏感，且汽车车身部分系统在此频率范围内身部分系统在此频率范围内产生共振，故应对水平振动产生共振，故应对水平振动给予充分重视。给予充分重视。第一节 人体对振动的反应和平顺性的评价第12页/共21页13二、平顺性的评价方法1.基本评价法（1）计算各轴向加权加速度均方根值aw1）滤波网络法 将测得的将测得的 通过通过相应的频率加权函数相应的频率加权函数 的滤波网络，得到加权加的滤波网络，得到加权加速度时间历程速度时间历程 。2）频谱分析法 对对 进行频谱进行频谱分析，得到功率谱密度分析，得到功率谱密度函数函数 。第一节 人体对振动的反
10、应和平顺性的评价第13页/共21页14（2）三个方向总加权加速度均方根值思考：为什么乘以系数思考：为什么乘以系数1.4？（3）总加权振级Lawa0参考加速度均方根值，参考加速度均方根值，。第一节 人体对振动的反应和平顺性的评价第14页/共21页15（4）评价方法Law和和aw与人的主观感觉之间的关系与人的主观感觉之间的关系加权加速度均方根值加权加速度均方根值aw加权振级加权振级Law人的主观感觉人的主观感觉2.0126极不舒适极不舒适第一节 人体对振动的反应和平顺性的评价第15页/共21页16位置位置坐标轴坐标轴名称名称频率加频率加权函数权函数轴加权轴加权系数系数k加权加速度加权加速度均方根值
11、均方根值峰值峰值系数系数座椅座椅支承支承面面wd1.000.0805.0wd1.000.1144.7wk1.000.4075.5we0.630.1064.9we0.400.0855.0we0.200.0114.5频率加权函数和轴加权系数European轿车上振动测量结果第一节 人体对振动的反应和平顺性的评价第16页/共21页17位置位置坐标轴坐标轴名称名称频率加频率加权函数权函数轴加权轴加权系数系数k加权加速度加权加速度均方根值均方根值峰值峰值系数系数靠背靠背0.800.2124.3wd0.500.0874.4wd0.400.1404.9wk0.250.0905.4脚脚wk0.250.0935
12、.1wk0.400.3196.20.628第一节 人体对振动的反应和平顺性的评价频率加权函数和轴加权系数频率加权函数和轴加权系数European轿车上振动测量结果轿车上振动测量结果第17页/共21页182.辅助评价法 当峰值系数当峰值系数 9时，时，ISO 2631-1：1997（E）标准规定用）标准规定用加权加速度加权加速度4次方根值评价。它能更好地估计偶尔遇到过大次方根值评价。它能更好地估计偶尔遇到过大的脉冲引起的高峰值系数振动对人体的影响。此时采用辅助的脉冲引起的高峰值系数振动对人体的影响。此时采用辅助评价方法评价方法 振动剂量值。振动剂量值。第一节 人体对振动的反应和平顺性的评价第18
13、页/共21页19二、平顺性的评价方法本节所介绍的本节所介绍的“平顺性的评价方法平顺性的评价方法”，是基于，是基于ISO2631-1国际标准，是在试验测试的基础上进行的国际标准，是在试验测试的基础上进行的评价。评价。能够针对给定汽车，通过测试各位置、各方向的加速能够针对给定汽车，通过测试各位置、各方向的加速度数据，经过各方向的频率加权和所有方向的轴加权，度数据，经过各方向的频率加权和所有方向的轴加权，得到总加权加速度均方根得到总加权加速度均方根av。但这种基于实测的方法，无法从理论上揭示汽车结构但这种基于实测的方法，无法从理论上揭示汽车结构参数、行驶环境和驾驶员意图对车辆性能的影响，不参数、行驶环境和驾驶员意图对车辆性能的影响，不符合符合“汽车理论汽车理论”的研究思路。的研究思路。故不作本章的重点。故不作本章的重点。第19页/共21页20下一节本节内容结束第一节 人体对振动的反应和平顺性的评价第20页/共21页21谢谢大家观赏！第21页/共21页