文档介绍：余满
汽车振动分析
Table of Contents
1. 多自由振动系统概述
2. 多自由度系统运动微分方程建立
直接法
3 多自由度系统的固有特性
拉格朗日法
影响系数法
关于振动的基本概念
概论
:物体的全部或一部分沿直线或曲线往复的颤动,有一定的时间规律和周期。
:一种物理量,时而增加,时而减小,反复进行变化。这种物理过程及运动形式,即为振动。
: 物体或质点在其平衡位置附近所作的往复运动。
根据系统的输入的类型:
:系统受到初始干扰后,在没有外界激励作用时所产生的振动。
:系统在外界激励作用下产生的振动。
:系统在输入和输出之间具有反馈特性,并有能源补充时产生的振动。
:通过周期或随机的改变系统的特性参数而实现的振动。
:无激励时系统所有可能的振动关系的集合,仅是可能的振动反应系统的固有属性。
振动的分类
根据描述系统的微分方程分类:
:用常系数线性微分方程式描述的系统所产生的振动。
:用非线性微分方程式描述的系统所产生的振动。
根据系统的自由度分类:
:用一个独立坐标就能确定位置的系统的振动。
:用多个独立坐标才能确定位置的系统的振动,包括二自由度系统。
:用无限多个独立坐标才能确定位置的系统的振动,这种振动又称为弹性体的振动。
根据系统输出的振动规律分类:
:振动量是时间的周期函数, x( t )=x( t + nT ) n=1,2, ……。系统在相等的时间间隔内作往复运动。周期振动中最简单、最重要的是简谐振动。
:振动量不是时间的周期函数,又可以为稳态振动和瞬态振动。稳态振动是非周期持续的等幅振动;瞬态振动是在一定时间内振动并逐渐消失的非周期振动。
:振动量不是时间的确定函数,只能通过概率统计的方法来研究。振动量不能用函数x(t)来表示,只能通过与时间t的关系图线来表示。振动过程中振幅、相位、频率都是随机变化的。
按输入、输出与激励的关系:
振动问题的分类
:一直激励系统特性,求系统的响应。如已知路面条件和车辆结构,求解驾驶员受到的振动。
:已知系统的特性和振动响应,反推系统的激励。预测的结果可以作为以后振动设计的激励。
:已知激励和系统的响应,确定系统的特性。使用模态实验及模态分析的方法,识别出系统,以建立振动模型或检验已有的理论模型。若对振动系统有所了解,称为灰箱问题;如对振动系统一点也不了解,称为黑箱问题。
按系统的模型:
:系统的质量、弹性及阻尼是分布的、连续的。描述连续系统要用到空间和时间两个坐标,其运动方程是偏微分方程。
:系统的质量、弹性及阻尼是离散的。
按系统的自由度:
:在任意时刻只要一个广义坐标即可完全确定其位置的系统。
:需要两个广义坐标才可完全的确定其位置和状态的系统。
:在任意时刻需要两个或更多的广义坐标才能完全确定其位置的系统。
:用无限多个独立坐标才能确定位置的系统的振动,这种振动又称为弹性体的振动。
:在振动源不可能完全消除的情况下,研究如何减小振动对结构的影响,如汽车悬架的设计就是为了减小汽车在不平路面上行驶时传给车身的振动。
:利用振动信号检测设备工作状况,诊断故障。如对发动机故障进行的振动监测和诊断。
:利用振动原理,研究和开发新型的振动源和振动工具。
:对机器的动态性能进行分析,如汽车的乘坐舒适性、操作稳定性等进行振动分析。同时研究机器和结构件的疲劳寿命、动强度等问题。
:振动中模态分析的理论和实验的研究。
振动研究的基本问题