80aw?[?w(f)G(f)df]0.50.52f2?0.1?(?0.5df??df?160.5222412.5?412.52df??df)0.5?1.434(m?s?2)2f12.580 Law?20lg(1.434)?123(dB)，查10?6表得，人的主观感受为很不舒服。 6.2设车速u=20m/s，路面不平度系数Gq(n0)?2.56?10?8m3，参考空间频率n0?0.1m?1。画出路面垂直位移，速度和加速度Gq(f),Gq?(f),Gq??(f)的谱图。画图时要求用双对数坐标，选好坐标刻度值，并注明单位。 解：由公式 Gq(f)?1?Gq(n0)n02u?2.56?10?8?20?0.01/f2?5.14?10?9/f2(m2s)2f 得到谱图如下： Gq(f)?(2?)2Gq(n0)n02u?4??2?0.5120?10?8?2.02?10?7(m2/s)Gq(f)?(2?)4f2Gq(n0)n02u?16??4?0.5120?10?8?f2?7.98?10?6f2(m2/s3) 6.3设车身-车轮二自由度汽车模型，其车身部分固有频率f0?2Hz。它行驶在波长??5m的水泥接缝路上，求引起车身部分共振时的车速ua(km/h)。该汽车车轮部分的固有频率ft?10Hz，在砂石路上常用车速为30km/h。问由于车轮部分共振时，车轮对路面作用的动载所形成的搓板路的波长??？ 解：引起车身部分共振时的车速： uz?f0??2?5?10(m/s)?36(km/h) 第 26 页 共 31 页
车轮对路面作用的动载所形成的搓路板的波长为： ua30?103????0.833(m) ft3600?106.4设车身单质量系统的幅频z/q用双对数坐标表路上输入谱与题6.2相同。求车身加速度的谱密度G??(f)，z0.1~10Hz频率范围车身加速度的均方根值??z?。 解： 示时如习题图6所示。画出其谱图，并计算zGz(?)?H(j?)z~qGq(?)??Gq(?)q222zz?Gz(f)?(2?f)2?20.2129?10?8?7.98?10?6qq而zz1?1,(f?0.1~1);?,(f?1~10)qqf22f2 ?f?0.1~1时，Gz(f)?7.98?10?6f2;f?1~10时，Gz(f)?7.98?10?6得到车身加速度密度谱图如下： 6.5车身-车轮双质量系统参数：f0?1.5Hz,??0.25,??9,??10。 ?83“人体-座椅”系统参数：fs?3Hz,?s?0.25。车速u?20m/s，路面不平度系数Gq?n0??2.56?10m，第 27 页 共 31 页
参考空间频率n0=0.1m-1。 计算时频率步长?f?0.2Hz，计算频率点数N?180。 1) 计算并画出幅频特性z1/q、z2/z1、q/z2和均方根值谱G?z?1?f?、G?z?2?f?、Ga?f?谱图。进一步计算?q??、???1、???2、?a、aw、Law值 zz2) 改变“人体-座椅”系统参数：fs?1.5~6Hz,?s?0.125~0.5。分析aw、Law值随fs、?s的变化。 3) 分别改变车身-车轮双质量系统参数：f0?0.25~3Hz,??0.125~0.5，??4.5~18,??5~20。绘制???2、?fd、?Fd/G三个响应量均方根值随以上四个系统参数变化的曲线。 z 解：幅频特性z1/q、z2/z1、q/z2和均方根值谱G?z?1?f?、G?z?2?f?、Ga?f?的谱图如下所示
其中计算公式如下： 第 28 页 共 31 页
?2???1???/?0???????1?12?2?2?2??????????1????/??1?4??/????1?/?00?0???????????????2212221222?1??2?????1???4????1?4???ssz1/q?????,z2/z1???,p/z2??2222222??????1???4???????1??s??2?s?s???2?22?12????G?z?1?f??H?j???z?~qGq???f????1z1Gq???f?qz2Gq???f?qpGq???f?q G?z?2?f??H?j???z?~qGq???f????2Ga?f??G?p??f??H?j???p?~qGq???f????22其中GqGq?n0?n0u???f??4?f由计算公式 ???q????Gq???f?df??0f12??12f212??z????G?z??f?df????H?f??z?~qG???f?df???q1f??01????01??12??z????G?z??f?df????H?f??z?~qG???f?df???q22f12f??02????02??12 可得?a???p????G?p??f?df????H?f??p?~qG???f?df???q2f12f??0????0??2212?22?364?f?12.536?12.5?22????0.1df?aw??W?f?Ga?f?df???0.5?0.1df?????0.1df??1?0.1df?????02412.5?f??0?4????????Law?20lg?aw/a0?,a0?10?6m?s?212?qm/s2,??z??0.2391m/s2,??z??0.0168m/s2,?a?0.0161m/s2,及0~36Hz频率范围加权加速度均方根???0.352312值与加权振级为aw?0.01m/s2,Law?80.03dB，由表6-2查得车上乘客没有不舒适的感觉。 1) 改变“人体-座椅”系统参数：fs?1.5~6Hz,?s?0.125~0.5。分析aw、Law值随fs、?s的变化。 aw、Law值随fs、?s的变化的曲线如下图所示。 如图可以看出随fs、?s的变化，aw、Law值改变量不大；其中aw、Law随fs增大而有所增大， 而aw、Law随?s增大，先减小后增大，其中在?s=0.2左右右最小值。 2) 分析双质量系统车身部分第 29 页 共 31 页
?2、fd和Fd/G均方根值的影响。 固有频率f0、阻尼比ζ、刚度比γ和质量比μ四个参数的变化对振动响应?z在分析4个系统参数中某一参数的影响时，其余3个参数保持不变。系统参数取值如下表所示： 系统参数 f0/Hz ζ γ 基准值 +6dB 1.5 3 0.25 0.5 0.125 9 18 4.5 μ 10 20 5 -6dB 0.25 车身部分固有频率f0的影响 ? 车身部分阻尼比ζ的影响 ? 悬架与车轮的刚度比γ的影响 第 30 页 共 31 页
? 车身与车轮部分质量比μ的影响 第 31 页 共 31 页