《汽車(chē)振動(dòng)基礎(chǔ)》ppt課件

1、汽車(chē)振動(dòng)基礎(chǔ),授課對(duì)象：本科生 學(xué)科專(zhuān)業(yè)：車(chē)輛工程,序言,為什么要開(kāi)設(shè)汽車(chē)振動(dòng)這門(mén)課程？？,,,我國(guó)擺脫汽車(chē)制造大國(guó)而非制造強(qiáng)國(guó)的困境,順應(yīng)汽車(chē)向高速化和輕量化發(fā)展趨勢(shì),,振動(dòng)噪聲分析是進(jìn)行大量汽車(chē)動(dòng)態(tài)性能分析的理論基礎(chǔ)、汽車(chē)平順性、乘坐舒適性、發(fā)動(dòng)機(jī)的減振隔振及振動(dòng)噪聲控制、車(chē)身結(jié)構(gòu)的模態(tài)分析等,,汽車(chē)振動(dòng)是汽車(chē)行業(yè)必不可少的理論基礎(chǔ)之一,主要參考資料,［1］靳曉雄，張立軍，江浩. 汽車(chē)振動(dòng)分析[M]. 同濟(jì)

2、大 學(xué)出版社. 2002.05［2］吳業(yè)森，羅明廉. 隨機(jī)振動(dòng). 機(jī)械工業(yè)出版 社. 1988 ［3］盛驟，謝式千，潘永毅. 概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì). 高等教育出版社. 1996.3,主要講述內(nèi)容,概述單自由度系統(tǒng)的振動(dòng)兩自由度系統(tǒng)的振動(dòng)多自由度系統(tǒng)的振動(dòng)隨機(jī)振動(dòng)汽車(chē)振動(dòng)應(yīng)用與實(shí)踐,概論－－內(nèi)容簡(jiǎn)介,3、簡(jiǎn)諧振動(dòng)、諧波分析及頻譜分析,1、振動(dòng)及其研究的問(wèn)題 在外力的作

3、用下，彈性的機(jī)械或結(jié)構(gòu)不僅產(chǎn)生剛體運(yùn)動(dòng)，還會(huì)產(chǎn)生由于自身彈性而引起在平衡位置附近的微小往復(fù)運(yùn)動(dòng)，這種往復(fù)運(yùn)動(dòng)通常稱(chēng)為振動(dòng)。 振動(dòng)所研究的問(wèn)題通常分為振動(dòng)分析、環(huán)境預(yù)測(cè)和系統(tǒng)辨識(shí)三類(lèi)。,4、汽車(chē)上的振動(dòng)問(wèn)題 發(fā)動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)系統(tǒng)、懸架系統(tǒng)、制動(dòng)系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、車(chē)身和車(chē)架,2、振動(dòng)的分類(lèi)及研究振動(dòng)的一般方法 自由振動(dòng)、受迫振動(dòng)、簡(jiǎn)諧振動(dòng)、周期振動(dòng)、非周期振動(dòng)、隨機(jī)振動(dòng) 理論分析法、實(shí)驗(yàn)研究法、理論與實(shí)驗(yàn)相

4、結(jié)合的方法,剛體運(yùn)動(dòng)應(yīng)變?yōu)榱愕倪\(yùn)動(dòng) 振動(dòng)在所研究的機(jī)械或結(jié)構(gòu)均為彈性體時(shí)，在外力作用下不僅產(chǎn)生剛體運(yùn)動(dòng)，還會(huì)產(chǎn)生由于自身彈性在平衡位置附近的微小往復(fù)運(yùn)動(dòng)。,基本概念,振動(dòng)頻率振動(dòng)變化快慢：工程上常用赫茲（Hz）表示 振動(dòng)是自然界最普遍的現(xiàn)象之一，例如 心臟的搏動(dòng)、耳膜和聲帶的振動(dòng)橋梁和建筑物在風(fēng)和地震作用下的振動(dòng)飛機(jī)和輪船航行中的振動(dòng)汽車(chē)在崎嶇不平道路上行使引起的振動(dòng)機(jī)床和刀具在加工時(shí)的振動(dòng),,振動(dòng)的危害與利用？,地

5、震地球表層的快速振動(dòng)－－位移變化影響車(chē)船振動(dòng)（加速度影響）車(chē)輛平順性-座墊處振動(dòng)加速度評(píng)價(jià)（加權(quán)加速度） 0.315m/(s*s),沒(méi)有不舒適 0.315—0.63，有一些不舒適0.5—1.0, 比較不舒適0.8—1.6，不舒適1.25—2.5，很不舒適>2.0, 極不舒適=>9.8呢，會(huì)是什么現(xiàn)象？機(jī)床振動(dòng)－－降低機(jī)床的精度，產(chǎn)生誤動(dòng)作，影響其性能機(jī)械噪聲－－紡織廠工人耳聾耳背、鉆孔機(jī)、打樁機(jī)、

6、導(dǎo)振器等遇到氣流時(shí)飛行中的飛機(jī)－－氣流引起的共振導(dǎo)致飛機(jī)折翼遇到海浪時(shí)航行中的輪船－－海浪引起的共振引起輪船斷裂導(dǎo)彈遇到空氣流引起的振動(dòng)－－會(huì)影響導(dǎo)彈的命中率,振動(dòng)的危害,對(duì)人體的影響（頻率）全身振動(dòng)的生理反應(yīng)對(duì)機(jī)械結(jié)構(gòu)風(fēng)吹橋垮加工精度駕駛穩(wěn)定瞄準(zhǔn)精度影響結(jié)構(gòu)疲勞壽命,(1) Tacoma 峽谷大橋 (1940.7.1－－1940.11.07),(Barney Elliot,Harbine Monroe),舞動(dòng)的格蒂

7、,,“獵風(fēng)行動(dòng)”——風(fēng)洞試驗(yàn),,強(qiáng)壯的格蒂－－ 1950今天的塔科馬海峽大橋－－2007,卡門(mén)渦街（Kármán vortex street）卡門(mén)渦街是指流體繞過(guò)非流線形物體時(shí)，物體尾流左右兩側(cè)產(chǎn)生的成對(duì)的、 交替排列的、旋轉(zhuǎn)方向相反的反對(duì)稱(chēng)渦旋,,共振,英國(guó)渡橋電廠冷卻塔 (1965),塔高122m, 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),1965年11月1日，英國(guó)渡橋電廠的8座冷卻塔在8級(jí)風(fēng)中倒掉了3座．1973年9月27日，英國(guó)

8、Ardeer又在大風(fēng)中倒掉了1座冷卻塔。－－共振,日本核試驗(yàn)引起的地震,消耗能量對(duì)人體不良影響,生活、工作和車(chē)輛噪聲國(guó)內(nèi)外均有法規(guī)加以約束和控制,振動(dòng)噪聲的危害,利用振動(dòng)為人類(lèi)服務(wù),聲音想一下世界上沒(méi)有聲音會(huì)怎么樣？大家想一下耳膜和聲帶不振動(dòng)將帶來(lái)的后果是什么？利用振動(dòng)的工作裝置鐘表振動(dòng)壓路機(jī)混凝土導(dǎo)振器手機(jī)振動(dòng)裝置振動(dòng)篩上課老師聽(tīng)不到而學(xué)生聽(tīng)得到的手機(jī)響鈴？,雖然各個(gè)不同領(lǐng)域中的現(xiàn)象雖然各具特色，但往往有著相似

9、的數(shù)學(xué)力學(xué)描述。正是在這個(gè)共性基礎(chǔ)上，有可能建立某種統(tǒng)一的理論來(lái)處理各種振動(dòng)問(wèn)題。 借助數(shù)學(xué)、物理、實(shí)驗(yàn)和計(jì)算技術(shù)，探討各種振動(dòng)現(xiàn)象，闡明振動(dòng)的基本規(guī)律，以便克服振動(dòng)的消極因素，利用其積極因素，為合理解決各種振動(dòng)問(wèn)題提供理論依據(jù)。,學(xué)習(xí)振動(dòng)理論的目的之一：掌握振動(dòng)的基本理論和分析方法，用以確定和限制振動(dòng)對(duì)工程結(jié)構(gòu)和機(jī)械產(chǎn)品的性能、壽命和安全的有害影響。,,振動(dòng)系統(tǒng)：以實(shí)現(xiàn)一定的機(jī)械運(yùn)動(dòng)、輸出一定的機(jī)械能，以及承受一定的

10、機(jī)械載荷為目的的系統(tǒng)?？梢允且粋€(gè)零部件、一臺(tái)機(jī)器或者一個(gè)完整的工程結(jié)構(gòu)等,振動(dòng)系統(tǒng)的輸入和輸出，往往又分別稱(chēng)為“激勵(lì)”和“響應(yīng)”。輸入或激勵(lì)是表示初始干擾和激振力等外界因素對(duì)系統(tǒng)的作用。輸出或響應(yīng)是指系統(tǒng)在輸入或外激勵(lì)作用下所產(chǎn)生的動(dòng)態(tài)響應(yīng)。,振動(dòng)系統(tǒng)的“激勵(lì)”一般是外界對(duì)系統(tǒng)的作用，它可能是力，也可能是位移。而“響應(yīng)”則一般是系統(tǒng)的變形、位移、速度或加速度。,振動(dòng)研究的問(wèn)題（1）,對(duì)于一般的振動(dòng)系統(tǒng)問(wèn)題，可以用下圖所示的框圖來(lái)說(shuō)明，振

11、動(dòng)系統(tǒng)是指所研究的振動(dòng)對(duì)象。,幾大方面振動(dòng)隔離在振動(dòng)源不可能完全消除的情況下，研究如何減小振動(dòng)對(duì)結(jié)構(gòu)的影響。發(fā)動(dòng)機(jī)懸置隔振汽車(chē)懸架隔振作用在線控制利用振動(dòng)信號(hào)監(jiān)測(cè)設(shè)備工作狀態(tài)，診斷故障。 － 對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)故障進(jìn)行的振動(dòng)監(jiān)測(cè)和診斷振動(dòng)設(shè)備和工具開(kāi)發(fā)利用振動(dòng)原理，研究和開(kāi)發(fā)新型的振動(dòng)源和振動(dòng)工具。 － 地下鉆孔機(jī)利用振動(dòng)來(lái)松動(dòng)土層，減小阻力，提高鉆孔效率振動(dòng)響應(yīng)分析對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行振動(dòng)響應(yīng)分析，研究其的動(dòng)態(tài)

12、性能。汽車(chē)平順性分析石油勘探隧道地質(zhì)環(huán)境勘測(cè)模態(tài)分析主要是對(duì)振動(dòng)系統(tǒng)模態(tài)分析的理論和實(shí)驗(yàn)的研究。,振動(dòng)研究的問(wèn)題（2）,,減小汽車(chē)在不平路面上行使時(shí)傳給車(chē)身的振動(dòng),,模態(tài)分析是研究結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性一種近代方法，是系統(tǒng)辨別方法在工程振動(dòng)領(lǐng)域中的應(yīng)用。模態(tài)是機(jī)械結(jié)構(gòu)的固有振動(dòng)特性，每一個(gè)模態(tài)具有特定的固有頻率、阻尼比和模態(tài)振型。這些模態(tài)參數(shù)可以由計(jì)算或試驗(yàn)分析取得，這樣一個(gè)計(jì)算或試驗(yàn)分析過(guò)程稱(chēng)為模態(tài)分析。,根據(jù)給定的條件及求解的問(wèn)題不

13、同，振動(dòng)所研究的問(wèn)題主要有如下三類(lèi)：,①振動(dòng)分析：,如已知路面條件和車(chē)輛結(jié)構(gòu)，乘坐舒適性和操縱穩(wěn)定性分析。,振動(dòng)隔離——,動(dòng)態(tài)特性分析——,如為減小汽車(chē)在不平路面上行駛時(shí)傳給車(chē)身振動(dòng)的汽車(chē)懸架設(shè)計(jì)。,已知激勵(lì)和系統(tǒng)特性，求系統(tǒng)響應(yīng)。,——振動(dòng)的正問(wèn)題。,振動(dòng)研究的問(wèn)題（3）,研究機(jī)械振動(dòng)的基本方法,－－理論分析方法,－－試驗(yàn)研究,－－理論分析與試驗(yàn)相結(jié)合,理論分析方法,建立振動(dòng)系統(tǒng)的力學(xué)模型,建立運(yùn)動(dòng)方程,求解方程，得到響應(yīng)規(guī)律,,,,

14、力學(xué)知識(shí),,單自由度系統(tǒng)高等數(shù)學(xué)（微分方程）,,多自由度系統(tǒng)線性代數(shù)（矩陣運(yùn)算）,建立系統(tǒng)的力學(xué)模型,系統(tǒng)之所以振動(dòng)是因?yàn)椋海?）系統(tǒng)受到了外部激勵(lì)——這是外因； （2）系統(tǒng)具有質(zhì)量和彈性——這是內(nèi)因。從能量轉(zhuǎn)化的角度看，外界對(duì)系統(tǒng)的激勵(lì)就是對(duì)系統(tǒng)做功，這個(gè)功被儲(chǔ)存到系統(tǒng)中，一部分轉(zhuǎn)化為質(zhì)量塊的動(dòng)能，一部分轉(zhuǎn)化為彈性體的變形勢(shì)能。反復(fù)振動(dòng)的過(guò)程就是激勵(lì)功、動(dòng)能和勢(shì)能之間不斷轉(zhuǎn)化的過(guò)程。如果系統(tǒng)沒(méi)有繼續(xù)從外界獲得能量，在

15、經(jīng)歷一段時(shí)間后振動(dòng)就會(huì)停止，這是因?yàn)橄到y(tǒng)存在阻尼。,,如何確定？,彈簧元件及表示符號(hào),實(shí)際機(jī)器或結(jié)構(gòu)元件的質(zhì)量是分布的，彈性也是如此。這種分布參數(shù)系統(tǒng)往往不能按照解析法求解，所以，將實(shí)際上是分布參數(shù)的系統(tǒng)簡(jiǎn)化成離散系統(tǒng)，也就是簡(jiǎn)化成具有若干集中質(zhì)量并由相應(yīng)的彈簧和阻尼器聯(lián)接在一起的系統(tǒng)。下面將彈簧、阻尼器和質(zhì)量的特性予以說(shuō)明。 －－剛度（彈簧）（1）彈簧是表示力與位移關(guān)系的元件。（2）在力學(xué)模型中被抽象為無(wú)質(zhì)量并具有

16、線彈性的元件,,直線位移的彈簧,,大家思考一下扭轉(zhuǎn)振動(dòng)系統(tǒng)中，質(zhì)量作扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，力和相對(duì)位移關(guān)系是什么？,k－－彈簧剛度x1、x2－－彈簧兩端點(diǎn)的位移,－－阻尼器（1）阻尼器是表示力與速度關(guān)系的元件。（2）在力學(xué)模型中被抽象為無(wú)質(zhì)量并具有線性組你系數(shù)的元件,,粘性阻尼C 為粘性阻尼系數(shù),,大家思考一下哪些變送器帶有阻尼系數(shù)？阻尼系數(shù)具體是什么概念？能起到什么具體作用？阻尼原理是什么？,粘性阻尼及表示符號(hào),－－質(zhì)量（1）質(zhì)

17、量是表示力和加速度關(guān)系的元件。（2）在力學(xué)模型中，他被抽象為絕對(duì)不變形的剛體。,質(zhì)量元件及表示符號(hào),m為比例常數(shù)，它是剛體所具有的慣性的一種度量。,,大家思考一下扭轉(zhuǎn)振動(dòng)系統(tǒng)中，質(zhì)量作扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，力、加速度的表示及關(guān)系是什么？,,下面舉例給大家講述一下利用以上四要素表示的單自由度系統(tǒng),單自由度振動(dòng)系統(tǒng)平移運(yùn)動(dòng)扭轉(zhuǎn)振動(dòng),平移運(yùn)動(dòng)：平動(dòng)自由度質(zhì)量—kg剛度（拉壓簧）—N/ m阻尼—N/(m/s)激勵(lì): 力—N,扭轉(zhuǎn)振動(dòng)：

18、扭轉(zhuǎn)自由度轉(zhuǎn)動(dòng)慣量—kg -m*m扭轉(zhuǎn)剛度（扭簧）—(N-m)/rad扭轉(zhuǎn)阻尼—(N-m)/(rad/s)激勵(lì)：扭矩—N-m,模型簡(jiǎn)化,四大要素確定后，一個(gè)振動(dòng)系統(tǒng)就可以完全確定哪個(gè)下來(lái),怎么能將建立的模型用來(lái)分析呢？,當(dāng)一個(gè)實(shí)際振動(dòng)系統(tǒng)比較復(fù)雜時(shí)，建立的模型越復(fù)雜，越接近實(shí)際情況，也越能進(jìn)行逼真的模擬。,,,,建立的模型越復(fù)雜，分析越困難，建立的模型越簡(jiǎn)單，分析越容易，但是得到的結(jié)果可能不精確。,解決辦法：在建立振動(dòng)系統(tǒng)力

19、學(xué)模型的過(guò)程中，總是在求的簡(jiǎn)化表達(dá)和逼真模擬二者之間的折衷。但是，一個(gè)完整系統(tǒng)的力學(xué)模型不僅與實(shí)際機(jī)械的結(jié)構(gòu)有關(guān)，還與研究?jī)?nèi)容和側(cè)重點(diǎn)有關(guān)。以汽車(chē)這樣一個(gè)復(fù)雜的振動(dòng)系統(tǒng)為例，要根據(jù)分析的問(wèn)題進(jìn)行簡(jiǎn)化。把汽車(chē)車(chē)身看作剛體的立體模型。由車(chē)身、車(chē)架及其上的零部件組成，通過(guò)減振器和懸架彈簧與車(chē)軸、車(chē)輪相連接。,四個(gè)自由度（對(duì)稱(chēng)于縱軸線）：車(chē)身質(zhì)量的垂直、俯仰兩個(gè)車(chē)輪質(zhì)量的垂直,七個(gè)自由度：車(chē)身質(zhì)量的垂直、俯仰、側(cè)傾四個(gè)車(chē)輪質(zhì)量的垂直,

20、二個(gè)自由度（前后軸懸架質(zhì)量分配定值）：車(chē)身質(zhì)量（簧載）的垂直坐標(biāo)車(chē)輪質(zhì)量（簧下）的垂直坐標(biāo),單自由度（遠(yuǎn)離車(chē)輪、低頻）：車(chē)身質(zhì)量（簧載）的垂直坐標(biāo),建立系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方程——數(shù)學(xué)模型,虛功原理（靜動(dòng)法，J.Bernoulli）,理想約束,達(dá)朗貝爾（D’Alembert）原理（動(dòng)靜法）,拉格朗日（Lagrange）方程,牛頓第二定律,保守力,,動(dòng)力學(xué)普遍方程,動(dòng)力學(xué)普遍方程在廣義坐標(biāo)系下的具體表示,,通過(guò)求解運(yùn)動(dòng)微分方程，得到系統(tǒng)的響應(yīng)

21、，掌握振動(dòng)規(guī)律。也就是得到振動(dòng)系統(tǒng)的物理量（如位移、速度、加速度等）隨時(shí)間的變化規(guī)律，還可以通過(guò)運(yùn)動(dòng)方程得到系統(tǒng)的特征方程或頻率方程，從而求出系統(tǒng)的固有頻率、振動(dòng)模態(tài)等。求解運(yùn)動(dòng)微分方程的方法： 解析法 數(shù)值法 一般多采用數(shù)值法，也就是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的數(shù)值

22、模擬等。主要有有限元法、有限體積法、有限差分法等等，相對(duì)應(yīng)的軟件數(shù)不勝數(shù)。,求解方程,,,,,放大器,測(cè)振儀,頻譜分析,信號(hào)發(fā)生器,,,,,,,,,,,振動(dòng)系統(tǒng),傳感器,激振器,實(shí)驗(yàn)研究方法,①振動(dòng)分析結(jié)果的驗(yàn)證－－直接測(cè)量振動(dòng)系統(tǒng)的振動(dòng)響應(yīng)，并進(jìn)行分析以了解其振動(dòng)特性。。,②系統(tǒng)辨識(shí) 用已知的振源法激振研究對(duì)象，并測(cè)取振動(dòng)響應(yīng)，也就是利用系統(tǒng)的輸入和輸出信號(hào)建立系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的理論和方法,3）理論與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方法,通過(guò)理

23、論分析與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方法可以更好地研究振動(dòng)。 通過(guò)模態(tài)分析實(shí)驗(yàn)方法識(shí)別出系統(tǒng)，建立系統(tǒng)特性模型，或通過(guò)振動(dòng)響應(yīng)實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證理論分析的結(jié)果，也可以用理論分析的方法預(yù)測(cè)系統(tǒng)的響應(yīng)。,振動(dòng)基本物理量機(jī)械系統(tǒng)圍繞平衡位置做往復(fù)運(yùn)動(dòng)基本物理量：位移、速度、加速度、應(yīng)力、應(yīng)變等振動(dòng)分類(lèi)根據(jù)系統(tǒng)的輸入、輸出和系統(tǒng)特性不同，機(jī)械振動(dòng)分類(lèi)：自由振動(dòng)：沒(méi)有外界激勵(lì)作用（受初始干擾后）強(qiáng)迫振動(dòng)：在外在激勵(lì)下產(chǎn)生振動(dòng)自激振動(dòng)：系統(tǒng)在

24、輸入和輸出之間具有反饋特性，能源補(bǔ)充參數(shù)振動(dòng)：周期或隨機(jī)地改變系統(tǒng)特性參數(shù)而產(chǎn)生的振動(dòng),振動(dòng)運(yùn)動(dòng)學(xué)概念,根據(jù)描述系統(tǒng)的微分方程分類(lèi)線性振動(dòng)：常系數(shù)線性微分方程描述非線性振動(dòng)：非線性微分方程描述根據(jù)系統(tǒng)的自由度分類(lèi)單自由度系統(tǒng)的振動(dòng)用一個(gè)獨(dú)立坐標(biāo)就能確定位置的系統(tǒng)振動(dòng)多自由度系統(tǒng)的振動(dòng)用多個(gè)獨(dú)立坐標(biāo)才能確定位置的系統(tǒng)的振動(dòng)，包括二自由度系統(tǒng)的振動(dòng)無(wú)限多自由度振動(dòng)要用無(wú)限多個(gè)獨(dú)立坐標(biāo)才能確定位置的系統(tǒng)的振動(dòng)，也稱(chēng)彈性體振

25、動(dòng)根據(jù)系統(tǒng)的振動(dòng)規(guī)律分類(lèi)周期振動(dòng)：振動(dòng)量是時(shí)間的周期函數(shù)，如簡(jiǎn)諧振動(dòng)。非周期振動(dòng)：振動(dòng)量不是時(shí)間的周期函數(shù)。瞬態(tài)振動(dòng)：非周期持續(xù)性振動(dòng)穩(wěn)態(tài)振動(dòng)：一段時(shí)間后逐漸消失隨機(jī)振動(dòng)振動(dòng)量不是時(shí)間的函數(shù)，只能通過(guò)概率統(tǒng)計(jì)的方法來(lái)研究。振動(dòng)過(guò)程中振幅、相位。頻率都是隨機(jī)變化的。,簡(jiǎn)諧振動(dòng) 定義物理量按時(shí)間的正弦或余弦函數(shù)變化簡(jiǎn)諧振動(dòng)的函數(shù)表示方法,加速度方向始終指向靜平衡位置,A — 幅值T — 周期— 頻率（圓頻率）

26、— 相位,簡(jiǎn)諧振動(dòng)曲線,,簡(jiǎn)諧振動(dòng)的旋轉(zhuǎn)矢量表示法,旋轉(zhuǎn)矢量投影,簡(jiǎn)諧振動(dòng)的復(fù)數(shù)表示法一般用虛部表示簡(jiǎn)諧振動(dòng)規(guī)律,,諧波分析－－把一個(gè)周期函數(shù)展開(kāi)成傅立葉級(jí)數(shù)，將非簡(jiǎn)諧的周期函數(shù)展開(kāi)成一系列簡(jiǎn)諧函數(shù)之和，并應(yīng)用于振動(dòng)理論。狄利克雷（狄氏）條件－－傅立葉級(jí)數(shù)展開(kāi)連續(xù)函數(shù)只有有限個(gè)第一類(lèi)間斷點(diǎn)函數(shù)只有有限個(gè)極值點(diǎn)周期函數(shù)傅氏級(jí)數(shù)展開(kāi)形式設(shè)周期函數(shù)x(t)周期為T(mén)，在[-T/2,T/2]區(qū)間上滿(mǎn)足狄氏條件,為基頻

27、 為直流分量,傅氏級(jí)數(shù)系數(shù),傅立葉級(jí)數(shù)系數(shù)的圖示調(diào)整t軸位置，使 為零，則系數(shù)可圖示如下第n階系數(shù)橫坐標(biāo)位置為,,舉例將周期為T(mén)的矩形波展開(kāi)為傅氏級(jí)數(shù),,求解滿(mǎn)足狄氏條件，注意x(t)是奇函數(shù)，有傅氏級(jí)數(shù)系數(shù)x(t)的傅氏展開(kāi),結(jié)果圖示傅氏級(jí)數(shù)逼近情況圖系數(shù)示意圖,,,傅立葉級(jí)數(shù)的復(fù)數(shù)形式利用歐拉公式表示歐拉公式展開(kāi)式表達(dá)式簡(jiǎn)化可以證明簡(jiǎn)化后

28、表示為,,傅氏級(jí)數(shù)的復(fù)數(shù)形式兩種形式之間的關(guān)系n階諧波在實(shí)數(shù)和復(fù)數(shù)形式中的表達(dá)n階諧波的振幅關(guān)系相位角之間關(guān)系,與 是共軛復(fù)數(shù),實(shí)質(zhì)上一樣，但工程上復(fù)數(shù)形式較為方便,,汽車(chē)振動(dòng)學(xué)就是把汽車(chē)作為研究對(duì)象，其本身就是一個(gè)具有質(zhì)量、彈簧和阻尼的振動(dòng)系統(tǒng)。由于汽車(chē)內(nèi)各部分固有頻率不同，常因以下一些原因發(fā)生整車(chē)或局部強(qiáng)烈振動(dòng)：,汽車(chē)上的主要振動(dòng)問(wèn)題： 發(fā)動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)系統(tǒng)、懸架系統(tǒng)、制動(dòng)系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系

29、統(tǒng)、車(chē)身和車(chē)架,,,汽車(chē)振動(dòng)的問(wèn)題,發(fā)動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)系統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)懸置隔振傳動(dòng)系扭振制動(dòng)系統(tǒng)振動(dòng)問(wèn)題、噪聲問(wèn)題轉(zhuǎn)向系統(tǒng)前輪擺振，導(dǎo)致蛇行、或車(chē)橋車(chē)架強(qiáng)烈振動(dòng)懸架系統(tǒng)平順性、舒適性問(wèn)題車(chē)身和車(chē)架平順性、可靠性和部件的工作性能,四沖程內(nèi)燃機(jī)的示功圖,導(dǎo)致曲軸干擾力的最主要原因是：氣缸內(nèi)周期變化的氣體壓力和活塞連桿曲柄機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的慣性力。,（1）發(fā)動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)系統(tǒng),主要有：曲軸受周期干擾力作用而產(chǎn)生的扭振發(fā)動(dòng)機(jī)在車(chē)架上的

30、整機(jī)振動(dòng)氣門(mén)機(jī)構(gòu)的振動(dòng),（2）懸架系統(tǒng),平順性就是保持汽車(chē)在行駛過(guò)程中乘員所處的振動(dòng)環(huán)境具有一定的舒適度的性能，對(duì)于載貨汽車(chē)還應(yīng)包括保持貨物完好的性能。,懸架系統(tǒng)振動(dòng)主要研究汽車(chē)平順性,由彈簧和減震器組成的懸架系統(tǒng)功能是：緩和由不平路面?zhèn)鹘o車(chē)身的沖擊載荷，衰減由沖擊載荷引起的承載系統(tǒng)的振動(dòng)。,（3）制動(dòng)系統(tǒng),汽車(chē)制動(dòng)時(shí)，行駛方向的慣性力和作用在輪胎上的地面制動(dòng)力所形成的力矩會(huì)使前軸負(fù)荷增大，后軸負(fù)荷減小，從而加強(qiáng)了制動(dòng)時(shí)整車(chē)的振

31、動(dòng)。,制動(dòng)性是指汽車(chē)行駛時(shí)能在短距離內(nèi)停車(chē)且維持行駛方向穩(wěn)定性和在下長(zhǎng)坡時(shí)能維持一定車(chē)速的能力。,汽車(chē)防抱死制動(dòng)系統(tǒng)ABS（Anti-lock Braking System）的原理：車(chē)輪轉(zhuǎn)速傳感器將車(chē)輪轉(zhuǎn)速信號(hào)傳送到控制元件，假如車(chē)輪被抱死，輪胎與地面發(fā)生滑行(偏滑)，信號(hào)會(huì)改變。使控制元件電路操作，產(chǎn)生信號(hào)到液壓調(diào)整器，打開(kāi)剎車(chē)閥門(mén)。減低作用于分泵上的壓力，剎車(chē)力降低---車(chē)輪就可避免被抱死。剎車(chē)時(shí)，進(jìn)油閥開(kāi)，回油閥關(guān)，剎車(chē)油從總泵流

32、到分泵，產(chǎn)生剎車(chē)制動(dòng)。車(chē)輪被抱死時(shí)，傳感器傳送信號(hào)給控制元件，使進(jìn)油閥關(guān)，回油閥開(kāi)，部分剎車(chē)油流回儲(chǔ)油室，降低剎車(chē)分泵的液壓，避免車(chē)輪被抱死。,防抱死制動(dòng)系統(tǒng)主要目的是當(dāng)車(chē)輛剎車(chē)時(shí)，防止車(chē)輪被抱死，造成輪胎與路面形成點(diǎn)接觸的動(dòng)摩擦，摩擦力小，剎車(chē)效果最差，車(chē)輛滑行距離長(zhǎng)，且易造成車(chē)輛轉(zhuǎn)向困難等。ABS系統(tǒng)有如下優(yōu)點(diǎn)：縮短剎車(chē)距離；剎車(chē)時(shí)不影響轉(zhuǎn)向性能；避免駕駛員緊急剎車(chē)時(shí)的恐慌；增進(jìn)駕駛員剎車(chē)操作的穩(wěn)定性；避免輪胎在剎車(chē)時(shí)的偏磨耗。,E

33、BS系統(tǒng)主要由氣壓制動(dòng)系統(tǒng)和電子控制系統(tǒng)組成。氣壓制動(dòng)系統(tǒng)包括制動(dòng)踏板、儲(chǔ)氣筒、氣壓控制閥、氣壓制動(dòng)管路和制動(dòng)氣室等。電子控制系統(tǒng)主要包括ECU控制器、各種傳感器(如3D力傳感器、制動(dòng)器摩擦片磨損傳感器、隅合力傳感器等)及電子控制線路等。,EBS(E1ectric Braking System) 電子制動(dòng)系統(tǒng)的特點(diǎn)：由于使用了電子系統(tǒng)，減少了制動(dòng)系統(tǒng)機(jī)械傳動(dòng)的滯后時(shí)間，縮短了制動(dòng)距離，從而增加了交通安全性。它在低制動(dòng)強(qiáng)度時(shí)，使制動(dòng)摩擦片

34、磨損最??；在中等制動(dòng)強(qiáng)度時(shí)，利用ABS功能達(dá)到最佳的道路附著系數(shù)利用率；而在高制動(dòng)強(qiáng)度時(shí)，則可以施加最大的制動(dòng)壓力，從而獲得最佳的控制制動(dòng)力。,（4）轉(zhuǎn)向系統(tǒng),轉(zhuǎn)向輪會(huì)繞主銷(xiāo)的振動(dòng)成為擺振，擺振將導(dǎo)致汽車(chē)出現(xiàn)蛇行現(xiàn)象。,蛇行現(xiàn)象增加了輪胎的滾動(dòng)阻力，加劇了輪胎的磨損，增大了轉(zhuǎn)向阻力，降低了零件壽命，使平順性和操穩(wěn)性變壞，影響汽車(chē)使用性能。,操縱穩(wěn)定性是指在駕駛者不感到過(guò)分緊張、疲勞的情況下，汽車(chē)能遵循駕駛者通過(guò)轉(zhuǎn)向系及轉(zhuǎn)向車(chē)輪給定的方