实验三、汽车悬挂系统固有频率和阻尼比的测定一、实验目的及要求测定汽车车身部分固有频率、阻尼比和车轮部分的固有频率。根据要求组成测量系统，掌握测量点的布置及测试系统的调试。掌握仪器的正确使用方法，对测量数据进行正确的处理和分析，并编制实验报告。二、实验条件1、实验应在汽车满载时进行。根据需要可补充空载时的试验。试验前需称量汽车总质量及前、后轴的质量。2、悬架弹性元件、减振器和缓冲块应符合技术条件规定。3、试验车辆轮胎花纹完好，轮胎气压符合技术条件规定的数值。三、实验原理实验所用仪器的连接如下图。电压放大器加速度传感器LMS数LMS数据采集据采集箱系统加速度传感器电压放大器1、传感器采用压电式加速度计，分别安装在前轴车身及车架的相应位置。2、放大器采用电荷放大器，对加速度信号进行放大。电荷放大器具有传感器灵敏度调整功能，可根据传感器的灵敏度进行调整，对传感器输出的电荷信号进行放大，并将其转换成归一化的电压信号输出。4、记录仪器采用数据处理系统，记录振动加速度的时间历程并处理计算。整个测量系统的频率范围必须满足0.3一100Hz的要求。四、实验方法与步骤用下述方法使汽车悬挂系统产生自由衰减振动。滚下法：让汽车被测试的车轮沿斜坡驶上凸块，（凸块断面如下图所示），其高度根据汽车类型与悬挂结构选取60、90、120mm，横向宽度要使车轮全部置于凸块上。在停车、挂空档，发动机熄火后，再将汽车车轮从凸块上推下。滚下时应尽量保持左右车轮同时落地。40060—1206005
5 实验三、汽车悬挂系统固有频率和阻尼比的测定 一、实验目的及要求 测定汽车车身部分固有频率、阻尼比和车轮部分的固有频率。根据要求组成测量系 统，掌握测量点的布置及测试系统的调试。掌握仪器的正确使用方法，对测量数据进行 正确的处理和分析，并编制实验报告。 二、实验条件 1、实验应在汽车满载时进行。根据需要可补充空载时的试验。试验前需称量汽车总质 量及前、后轴的质量。 2、悬架弹性元件、减振器和缓冲块应符合技术条件规定。 3、试验车辆轮胎花纹完好，轮胎气压符合技术条件规定的数值。 三、实验原理 实验所用仪器的连接如下图。 1、传感器采用压电式加速度计，分别安装在前轴车身及车架的相应位置。 2、放大器采用电荷放大器，对加速度信号进行放大。电荷放大器具有传感器灵敏度调 整功能，可根据传感器的灵敏度进行调整，对传感器输出的电荷信号进行放大，并将其 转换成归一化的电压信号输出。 4、记录仪器采用数据处理系统,记录振动加速度的时间历程并处理计算。 整个测量系统的频率范围必须满足 0.3—100Hz 的要求。 四、实验方法与步骤 用下述方法使汽车悬挂系统产生自由衰减振动。 滚下法：让汽车被测试的车轮沿斜坡驶上凸块，（凸块断面如下图所示），其高度根 据汽车类型与悬挂结构选取 60、90、120mm，横向宽度要使车轮全部置于凸块上。在 停车、挂空档，发动机熄火后，再将汽车车轮从凸块上推下。滚下时应尽量保持左右车 轮同时落地。 400 60—120 600 加速度传感器 电压放大器 加速度传感器 电压放大器 LMS 数 据 采 集 箱 LMS 数 据 采 集 系统
五、实验数据或现象记录记录车身及车轴上振动加速度的时间历程图。车身及车轴上的振动频谱。六、实验结果与分析结论数据处理的方法1、时间历程法：由记录得到的车身及车轴上自由衰减振动曲线（见图2），与时标比较或在信号处理机上读出时间问隔的值都可以得到车身部分振动周期T和车轮部分振动周期T。然后按下式算出各部分的固有频率。f, -1/T.(1)f-1/Tr(2)式中：f车身部分有频率，Hz17—身部分振动周期，Sf—一车轮部分固有频率，Hz1—年轮部分振动周期，S2ar)2(1)图2自由减服动部（洗：车5瓶产）份（厂点201进号通送）由车身部分振动的半周期衰减率T=A/A（A一一第二个峰至第三个峰的峰一峰值，A—一第三个峰至第四个峰的峰一峰值），按下式求出阻尼比。6
6 五、实验数据或现象记录 记录车身及车轴上振动加速度的时间历程图。车身及车轴上的振动频谱。 六、实验结果与分析结论 数据处理的方法 1、 时间历程法：由记录得到的车身及车轴上自由衰减振动曲线（见图 2）， 与时标比较或在信号处理机上读出时间问隔的值都可以得到车身部分振动周期 T 和车轮部分振动周期 T′。然后按下式算出各部分的固有频率。 由车身部分振动的半周期衰减率 τ＝A1／A2（A1——第二个峰至第三个峰的峰 —峰值，A2——第三个峰至第四个峰的峰—峰值），按下式求出阻尼比
-(3)Tx3式中：T一一圆周率，1n——自然对数。当阻尼较小时（As一一第四个蜂至第五个蜂的峰一嫁俏，没有案然减小），可用整周期衰减率=A,/A按下式求出阻瓜比。4(4)4r/ 1+-移4.2频率分析法，用避带记录仪记录车身与车上自山直域扳动的加速您信号2（t）和（t)，然后化信号处理机.上进行嫂率分析。4.2.1对车身与车输上加速茂号2（t）和（）进行自谱处理。处理时用截止班率2011逃行底退滤波，采样时间而丽入取20ms，数率分排系为A于-0.05Hz.a，车身部分加速度均方根自谐（（）（现均3，a）的雌值颜率即为个身部分有率(oob.车轮部分加速度均方根塔G（)（电图3，b）的峰值顾书为车轮部分间有频率子t。NGT)fo-2.248Hz2f=2.535H112.23牛身奶分VGrf,=10.763H2b车身部分图3加速度均方根自谱示例图4幅额特性示例7
7
4.2.2车轴上加速度信号(t)）作为输入，车身上加速度信号Z(t)作为输出进行率响应函数处理得到幅频特性2/51（见图4），处理时采样时问问陷△取5ms，删频特性的峰值频率为车轮部分不运动时的车身部分的限有频率i。，它比车身部分的有频率f。略高一些。由辐媛特性的峰值A，可以近似的求出尼比，其计算公式如下，1(5)=2 A-1让：以上两纳数据处职方法报据有民·二造格共守一，种定设色中，主明，七、讨论与提高X
8 七、讨论与提高
实验四、汽车道路模拟实验与动态测试数据处理第一部分：实验预习报告一、实验目的、意义使学生学会按国家标准GB4970-2009《汽车行驶平顺性试验方法》中所规定的实验方法中随机输入行驶工况方法进行汽车行驶平顺性实验。二、实验基本原理与方法利用三向加速度传感器测出汽车以不同车速在随机路面行驶时，驾驶员及同侧最后排座椅椅垫上方的振动加速度的时间历程，并用数据处理仪对其进行1/3倍频程分析，然后进行加权计算，得到总的加权加速度均方根值，并计算该车的舒适性降低界限。实验条件：1、实验车辆：全顺牌轻型客车2、载荷：额定满载；测试部位：人一椅系统载荷：身高1.70m，质量65Kg的真人；3、道路：良好路面。三、主要仪器设备及耗材试验用车一辆、三向加速度传感器、信号处理设备各一套。坐垫式三轴向加速度传数据采集箱数据处理仪感器四、实验方案与技术路线实验方案：按国家标准GB4970-2009《汽车平顺性试验方法》中所列的实验方法对同一汽车的相同测点进行不同车速试验，分别得到不同车速下座椅上的振动加速度值，并进行1/3倍频程分析。比较两种试验方法即1/3倍频程分别评价和总的加速度加权均方根值的试验结果，分析两种试验结果存在差异的原因。五、实验方法与步骤1、按照GB4970《汽车顺性实验方法》的规定安装仪器，选择测试参数；分析频率f≥90Hz，△f≤0.2Hz，q≥25，加Hanning窗2、记录驾驶员座椅、最后排座椅椅垫上方的加速度信号；3、对加速度信号进行适当调理后用数据处理仪处理试验数据，做1/3倍频程分析：4、加权计算得到总加权加速度均方根值a；23aw-[(w,·a)"]j=19
9 实验四、汽车道路模拟实验与动态测试数据处理 第一部分：实验预习报告 一、实验目的、意义 使学生学会按国家标准 GB4970-2009《汽车行驶平顺性试验方法》中所规定的实验 方法中随机输入行驶工况方法进行汽车行驶平顺性实验。 二、实验基本原理与方法 利用三向加速度传感器测出汽车以不同车速在随机路面行驶时，驾驶员及同侧最后 排座椅椅垫上方的振动加速度的时间历程，并用数据处理仪对其进行 1/3 倍频程分析， 然后进行加权计算，得到总的加权加速度均方根值，并计算该车的舒适性降低界限。 实验条件： 1、 实验车辆：全顺牌轻型客车 2、 载荷： 额定满载； 测试部位：人—椅系统载荷：身高 1.70m，质量 65Kg 的真人； 3、 道路：良好路面。 三、主要仪器设备及耗材 试验用车一辆、三向加速度传感器、信号处理设备各一套。 四、实验方案与技术路线 实验方案：按国家标准 GB4970-2009《汽车平顺性试验方法》中所列的实验方法对 同一汽车的相同测点进行不同车速试验，分别得到不同车速下座椅上的振动加速度值， 并进行 1/3 倍频程分析。比较两种试验方法即 1/3 倍频程分别评价和总的加速度加权均 方根值的试验结果，分析两种试验结果存在差异的原因。 五、实验方法与步骤 1、按照 GB4970《汽车顺性实验方法》的规定安装仪器，选择测试参数； 分析频率 f≥90Hz， △f≤0.2 Hz, q≥25，加 Hanning 窗 2、记录驾驶员座椅、最后排座椅椅垫上方的加速度信号； 3、对加速度信号进行适当调理后用数据处理仪处理试验数据，做 1/3 倍频程分析； 4、加权计算得到总加权加速度均方根值 aw； 坐垫式三轴 向加速度传 感器 数据采集箱 数据处理仪