在10 Hz以下,车身结构表现为刚体;在100 Hz以上,车身的振动特性以局部模态为主,主要取决于局部结构的设计细节。对于车身结构的局部设计细节,可以在产品开发后期的工作中采取适当的措施进行完善。因此,在车身结构设计中,10~100 Hz频率范围的车身振动特性最应该给予关注。该频率范围涵盖了车身结构主要的弯曲和扭转模态频率,它取决于车身的总体结构,一旦确定就很难在后期的开发阶段进行变更。本章就主要面向车身结构早期开发阶段的需求,针对10~100 Hz频率范围内的振动特性设计要点进行介绍。
1.车辆—座椅—人体振动模型
振动和噪声对驾乘人员有非常重要的影响,这体现在生理、心理以及情绪和功效等方面的影响。另外,如果振动和噪声的强度过大、持续时间足够长的话,还会对感觉器官和神经系统造成永久的病理性损害。从振动技术角度,可以将车辆驾乘人员视为具有多个固有频率的振动体,如图8-12所示。
图8-12 车辆—座椅—人体振动模型
2.垂向振动水平评价指标(www.xing528.com)
由图8-13可以看出,对于汽车驾乘人员,主要的振动方向是垂向。车身结构振动设计的目的是为驾乘人员创造一个振动水平尽量适宜的驾乘空间。针对人体对座椅垂向振动水平的相关试验和评价体系有很多种类。在其中一种典型的试验方法中,对座椅施加特定频率的正弦振动激励,然后,对振动响应的水平进行主观评价,振动水平从弱到强分为:感觉不到的、可接受的、令人厌倦的。利用从这些评价结果中得到的数据,将可接受的振动幅值相对于激振频率的关系连接成线,构成了不同振动频率下的可接受振动水平范围。典型的评价指标是如图8-14所示的Janeway曲线,它勾勒出可接受振动幅值的临界值。曲线形态呈U形,在6~20 Hz频率范围内对振动的容忍度最低。
图8-13 座椅垂向振动的Janeway评价指标
图8-14 单自由度振动系统
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