汽车振动分析与测试PDF电子书下载

第1章 振动基本概念 1

1.1 振动系统组成要素及等效参数 2

1.1.1 振动系统组成要素 2

1.1.2 振动系统的等效参数 4

1.2 振动的分类 10

1.3 振动方程建立及响应的求解 11

1.3.1 简谐振动 11

1.3.2 谐波分析 13

1.4 车辆振动简化模型 15

小结 17

习题 17

第2章 单自由度振动 18

2.1 单自由度振系的自由振动 19

2.2 单自由度振系的强迫振动 22

2.2.1 简谐激励下的强迫振动 23

2.2.2 一般性周期激励下的强迫振动 29

2.2.3 任意激励下的强迫振动 31

2.3 振动隔离 38

2.3.1 主动隔振 38

2.3.2 被动隔振 39

小结 40

习题 41

第3章 二自由度振动 44

3.1 二自由度自由振动 45

3.1.1 二自由度振动微分方程 45

3.1.2 二自由度无阻尼自由振动 46

3.1.3 二自由度有阻尼自由振动 55

3.2 二自由度强迫振动 56

3.2.1 谐波激振力下的强迫振动 56

3.2.2 叠加法求系统响应 58

3.3 路面激励下的强迫振动 60

3.3.1 车身与车轮双质量系统 60

3.3.2 双轴汽车振动 62

小结 65

习题 65

第4章 多自由度振动 67

4.1 多自由度系统振动微分方程 68

4.1.1 直接法 68

4.1.2 拉格朗日法 70

4.1.3 影响系数法 73

4.2 多自由度振动系统的固有特性 76

4.2.1 固有频率 76

4.2.2 主振型 77

4.3 多自由度无阻尼振动系统的模态分析 80

4.3.1 广义坐标和坐标变换 80

4.3.2 模态分析 82

4.4 多自由度无阻尼振动系统的响应计算 87

4.4.1 自由振动响应 87

4.4.2 强迫振动响应 90

4.5 多自由度有阻尼振动系统的实模态分析 93

4.5.1 实模态分析的条件 93

4.5.2 有阻尼系统的自由衰减振动响应 94

4.5.3 比例阻尼多自由度系统在简谐激振下的振动响应 95

4.5.4 任意激振下比例阻尼多自由度系统振动响应 96

4.6 多自由度有阻尼振动系统的复模态分析 97

4.6.1 状态空间方法 97

4.6.2 复特征值、复特征向量和复模态矩阵 98

4.6.3 复特征向量对矩阵A和B的正交性 99

4.6.4 坐标变换 101

小结 102

习题 102

第5章 固有特性近似计算方法 105

5.1 矩阵迭代法 106

5.1.1 基频和振型的求法 106

5.1.2 二阶固有频率和振型的求法 108

5.1.3 高阶固有频率和振型的求法 110

5.2 子空间迭代法 111

5.3 瑞利能量法和邓克莱法 114

5.3.1 瑞利能量法 114

5.3.2 邓克莱法 117

5.4 传递矩阵法 118

5.4.1 单元传递矩阵 118

5.4.2 系统传递矩阵 120

5.4.3 传递矩阵法求固有频率和振型 121

5.4.4 分支传动系统的传递矩阵法 123

5.5 具有零特征根和重特征根的系统振型解法 125

小结 126

习题 126

第6章 连续系统振动分析 128

6.1 弦的横向振动问题 129

6.2 时间与空间变量分离方法 131

6.3 杆的纵向振动及轴的扭转振动 132

6.4 梁的横向振动 134

6.5 薄板的弯曲振动 136

6.5.1 薄板振动微分方程 136

6.5.2 矩形薄板自由振动的Levy解 139

6.5.3 圆形薄板的自由振动 148

6.5.4 薄板固有频率的变分式 151

6.5.5 用Rayleigh-Ritz法分析薄板的自由振动 154

6.5.6 薄板的强迫振动 156

6.6 连续系统振动响应的模态分析法 160

6.6.1 连续系统振型的正交性 160

6.6.2 连续系统无阻尼强迫振动的模态分析 160

小结 163

习题 163

第7章 非线性振动分析 166

7.1 非线性振动及基本概念 167

7.1.1 相平面 168

7.1.2 平衡的稳定性 170

7.2 非线性自由振动的近似解析法 174

7.2.1 摄动法 174

7.2.2 参数变易法 175

7.2.3 谐波平衡法 177

7.3 非线性强迫振动的近似解析法 177

7.3.1 跳跃现象 177

7.3.2 次谐波振动 178

7.4 非线性Duffing系统与特性分析 179

7.4.1 非线性Duffing系统的自由振动精细积分法 179

7.4.2 非线性Duffing时滞系统的强迫振动特性分析 182

7.4.3 非线性Duffing刚度扰动系统的强迫振动特性分析 185

7.5 自激励振动 188

小结 191

习题 191

第8章 随机振动 193

8.1 随机振动基本概念 194

8.1.1 平稳随机振动 194

8.1.2 各态历经随机振动 194

8.2 随机振动的统计特性 195

8.2.1 幅值域（时域）特性 195

8.2.2 相关域特性 197

8.2.3 频率域特性 198

8.2.4 随机振动的概率分布 200

8.3 线性振动系统随机响应计算 201

8.3.1 线性系统随机激励响应统计特性 202

8.3.2 线性系统传递特性 205

8.4 汽车随机振动计算实例 206

小结 207

习题 208

第9章 车辆行驶振动 209

9.1 路面不平度及其功率谱 210

9.1.1 路面不平度的测量 210

9.1.2 路面不平度及其功率谱密度 212

9.1.3 测量数据处理及路面不平度表示 212

9.2 车辆振动性能的评价 214

9.2.1 车轮动载、行驶安全性和道路应力 214

9.2.2 弹簧挠度 216

9.2.3 舒适性评价 217

9.3 单轮车辆模型 220

9.3.1 轮胎和座椅的简化模型 221

9.3.2 车辆单轮模型 222

9.3.3 单轮车辆模型运动方程 224

9.3.4 幅频特性和评价尺度 224

9.3.5 评价尺度的影响因素 229

小结 236

习题 237

第10章 车辆悬架最佳阻尼匹配 238

10.1 基于舒适性的悬架系统最佳阻尼比 239

10.1.1 单轮二自由度悬架系统响应的频响函数 239

10.1.2 车身垂直加速度均方值 239

10.1.3 基于舒适性的车辆悬架最佳阻尼比ξοс 240

10.2 基于安全性的悬架系统最佳阻尼比 240

10.3 基于舒适性和安全性的半主动悬架最佳阻尼比 241

10.3.1 悬架动挠度 241

10.3.2 基于舒适性和安全性的半主动悬架最佳阻尼比计算 241

10.3.3 路况及车速预测 244

10.4 被动悬架最佳阻尼匹配减振器特性 244

10.4.1 被动悬架系统最佳阻尼可行性设计区 244

10.4.2 悬架系统最佳匹配减振器的阻尼特性 245

小结 248

习题 248

第11章 MATLAB及在汽车振动分析中的应用 250

11.1 MATLAB软件及其特点 251

11.1.1 MATLAB的工作空间 251

11.1.2 MATLAB的命令窗口 252

11.1.3 MATLAB的程序编辑／调试器 253

11.1.4 MATLAB的帮助系统 254

11.2 MATLAB语言程序设计 255

11.2.1 矩阵的定义 255

11.2.2 矩阵运算 259

11.2.3 MATLAB的函数 263

11.2.4 MATLAB的控制语句 264

11.2.5 M文件的编写 265

11.2.6 MATLAB图形命令 267

11.2.7 Simulink的应用 269

11.3 MATLAB在汽车振动分析中的应用实例 272

11.3.1 单自由度简谐激振问题 272

11.3.2 车身车轮二自由度振动问题 273

11.3.3 整车七自由度振动问题 276

11.3.4 车辆在C级路面行驶下的悬架功率谱问题 280

小结 283

习题 283

第12章 汽车振动测试 285

12.1 振动测试技术基础 286

12.1.1 测量方法和技术 286

12.1.2 传感器的作用和分类 286

12.1.3 振动测试系统及性能指标 287

12.1.4 测量信号处理 288

12.1.5 振动测量系统校准 291

12.2 汽车振动测试仪器和设备 291

12.2.1 振动传感器 291

12.2.2 放大器和滤波器 297

12.2.3 激振信号发生器 297

12.2.4 激振设备及方法 298

12.2.5 信号处理及仪器 300

12.3 汽车振动参量测量及试验方法 301

12.3.1 机械振动基本参量的测量 301

12.3.2 汽车动力学系统振动特性的测量 303

12.3.3 激光全息振动测量 305

12.3.4 模态分析试验与参数识别 306

12.3.5 悬架系统固有频率和阻尼比的测定 309

12.3.6 汽车定置的振动试验方法 311

12.3.7 汽车行驶的振动试验方法 311

12.3.8 汽车起步、制动时的振动试验方法 311

12.4 整车室内振动特性模拟试验 312

12.4.1 整车室内振动道路模拟试验台及功能 312

12.4.2 试验激励信号 314

12.4.3 道路模拟试验的工作过程 315

12.4.4 关于道路模拟试验的几个问题 315

12.4.5 现代汽车驾驶模拟器介绍 316

12.5 整车行驶平顺性试验实例及测试结果分析 318

12.5.1 悬架系统固有频率和阻尼比测定 318

12.5.2 平顺性试验的各测点布置 318

12.5.3 平顺性脉冲输入行驶试验 319

12.5.4 平顺性随机输入行驶试验 319

小结 324

习题 324

参考文献 326