《汽车理论》课程教学课件（讲稿）第六章 汽车的平顺性_6.2节 PPT_第二节 路面不平度的统计特性

第六章 汽车的平顺性 第二节 路面不平度的统计特性 路面和车速，都是行驶车辆振动系统的输入，不同 的路面和不同车速，行驶车辆具有不同的振动。由于路况 是随机的，因此，只能利用统计特性反映不同的路况。 口本节将介绍路面空间频率的功率谱密度，路面等 级，时间频率的功率谱密度，路面对四轮汽车输入的 功率谱密度等。 返回目录 汽车理论（第5版）教学课件

第六章 汽车的平顺性 ￾￾￾￾￾ 本节将介绍路面空间频率的功率谱密度，路面等 级，时间频率的功率谱密度，路面对四轮汽车输入的 功率谱密度等。 第二节 路面不平度的统计特性 返回目录 ￾￾￾￾￾￾￾路面和车速，都是行驶车辆振动系统的输入，不同 的路面和不同车速，行驶车辆具有不同的振动。由于路况 是随机的，因此，只能利用统计特性反映不同的路况。 1

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 q 基准平面 图6-4路面纵断面曲线 口路面相对基准平面的高度q,沿道路走向长度 I的变化g()称为路面不平度函数。 口用水准仪或路面计可以得到路面不平度函数。 2 汽车理论（第5版）教学课件

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。 第二节￾￾路面不平度的统计特性 2

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G,(n) 1)G(n)的拟合公式 作为车辆振动输入的路面不平 度，主要采用路面不平度的功率 en G,(n)=G,(n)。 谱密度，来描述其统计特性。 n一空间频率(m1),表示每米长度包括几个波长； no一参考空间频率，n,0.1m-1,及波长为10m; G,(n)一参考空间频率下的路面功率谱密度，也称路 面不平度系数； W一频率指数，一般取W=2。 3 汽车理论（第5版）教学课件

2.路面不平度的功率谱密度 1） 的拟合公式 n—空间频率（m-1），表示每米长度包括几个波长； — 参考空间频率下的路面功率谱密度，也称路 面不平度系数； n0—参考空间频率，n0=0.1m-1，及波长为10m； W—频率指数, 一般取W=2。 第二节￾￾路面不平度的统计特性 作为车辆振动输入的路面不平 度，主要采用路面不平度的功率 谱密度，来描述其统计特性。 3

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 G,o)/(10-6m3 0n/1103m 路面等级 (n=0.1m-1) 0.011m<n<2.83m 几何平均值 几何平均值 A 16 3.81 B 64 7.61 256 15.23 D 1024 30.45 E 4096 60.90 F 16384 121.80 G 65536 243.61 H 262144 487.22 4 汽车理论（第5版）教学课件

路面等级 Gq (n0 )/(10-6m3 ) （n0=0.1m-1） σq /(10-3m) 0.011m-1<n<2.83m-1 几何平均值 几何平均值 A 16 3.81 B 64 7.61 C 256 15.23 D 1024 30.45 E 4096 60.90 F 16384 121.80 G 65536 243.61 H 262144 487.22 2）路面不平度8级分类标准 第二节￾￾路面不平度的统计特性 4

第二节路面不平度的统计特性 路面不平度分级图 波长A/m 100 10 0. 极 10 入差 较 差 10 (-(-4)c0(0)查！ 差 很 G 10 极 好 10 E 好 10 10 6 10 7 10 8 0.01 0.1 空间频率n/m-1 5 汽车理论 (第5版) 教学果件

路面不平度分级图 第二节￾￾路面不平度的统计特性 5

第二节路面不平度的统计特性 3)路面速度功率谱密度和加速度功率谱密度 速度功率谱密度 当W-2时 Gn)=(2n)}'G(n) Gn)=(2元n,)G(n) 加速度功率谱密度 与n无关一一“白噪声” 随后的分析，大都是利用对 Ga(n)=(2nn)G,(n) 路面速度的功率谱。 6 汽车理论（第5版）教学课件

3）路面 速度功率谱密度和 加速度功率谱密度 速度 功率谱密度 加速度 功率谱密度 当W=2时 与n无关——“白噪声” 随后的分析，大都是利用对 路面速度的功率谱。 第二节￾￾路面不平度的统计特性 6

第二节路面不平度的统计特性 二、 空间频率功率谱密度G,n)化为时间频率功率谱密度G,) 波长入m 车速 100 10 0.1 G,n)®G,(f) 100 f=un 28.3 15 车轮部分固有频率∫ 10 Df=uDn 30m/s 10m/s 当空间频率n或带宽 车身部分固有频率 △n 一定时，时间频率f 与带宽△f随车速成正比 0.33 0.011 2.83 变化。 0.01 0.1 10 空间频率nlm 图6-6不同车速下，时间频率与空间频率的关系 汽车理论（第5版） 教学课件

二、空间频率功率谱密度 化为时间频率功率谱密度 ￾￾￾￾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。 第二节￾￾路面不平度的统计特性 车速 7

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 G.(n)=lim g△ n®0 △n q~Dn一路面功率谱密度在频带△n内包含的“功率”。 时间频率 2 的功率谱 G,()=lim q-△n 将Df =Dn代入 密度 △f⑧0 △f 2 S G,()-lim q△n =1G,(n 时间频率的功率谱密度 与空间功率谱密度的关 △n®02l△n 系。 8 汽车理论（第5版）教学课件

将￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾代入 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 —路面功率谱密度在频带Δn内包含的“功率” 。 第二节￾￾路面不平度的统计特性 时间频率 的功率谱 密度 时间频率的功率谱密度 与空间功率谱密度的关 系。 8

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一一图示 时间频率谱密 度G,0 Df=Dn Df=2Dn G,(m) 1=2 速度不同时，空 空间频率谱 g-Dn F1/2 间频率与时间频 密度G,() 率的关系 汽车理论（第5版） 教学课件

空间频率和时间频率谱密度的关系－－图示 时间频率谱密 度Gq (f) 空间频率谱 密度Gq (n) 第二节￾￾路面不平度的统计特性 n f u=1/2 u=1 u=2 1 1 2 G q (f) Δ n 速度u不同时，空 间频率与时间频 率的关系 9

第二节路面不平度的统计特性 2 G,(）G,2 = G (n)ni eno o )da(t)/dr 0)=d'q)/d 由传递函数和功率谱密度关系可知： G(f)=(2nf)G(f)=4nG (n)niu G(f)=(2)G,(f)=16mG,(n)nf2 可知：G,(f)G(f)G(f)都与车速u成正比。 10 汽车理论（第5版）教学课件

第二节￾￾路面不平度的统计特性 由传递函数和功率谱密度关系可知： 可知： 都与 车速u成正比。 10