一、确定一轻型货车的动力性能。
1) 2) 3)
绘制汽车驱动力与行驶阻力平衡图； 求汽车最高车速与最大爬坡度；
绘制汽车行驶加速度倒数曲线；用计算机求汽车用H档起
步加速行驶至 70km/h所需 的加速时间。
已知数据略。(参见《汽车理论》习题第一章第 解题程序如下:用Matlab语言
(1) 绘制汽车驱动力与行驶阻力平衡图
m仁2000; m2=1800; g=9.81; r=0.367;
mz=3880;
nT=0.85;
3题)
CdA=2.77; f=0.013;
i0=5.83;
ig=[5.56 2.769 1.644 1.00 0.793]; If=0.218;
Iw1=1.798;
Iw2=3.598;
Iw=2*lw1+4*lw2; for i=1:69 n (i)=(i+11)*50;
Ttq(i)=-19.313+295.27*(n(i)/1000) -165.44*(n(i)/1000)A2+40.874*(n(i)/1000)A3 0)A4; end for j=1:5
for i=1:69
Ft(i,j)=Ttq(i)*ig(j)*i0* nT/r; ua(i,j)=0.377*r* n( i)/(ig(j)*i0); Fz(i,j)=CdA*ua(i,j)A2/21.15+mz*g*f; end end
plot(ua,Ft,ua,Ff,ua,Ff+Fw)
-3.8445*(n(i)/100
title('汽车驱动力与行驶阻力平衡图 xlabel('ua(km/h)'); ylabel('Ft(N)'); gtext( 'Ft1')
');
gtext( gtext( gtext( gtext( gtext(
'Ft2') 'Ft3') 'Ft4') 'Ft5') 'Ff+Fw'
(2) 求最大速.度和最大爬坡度 for k=1:175 n1(k)=3300+k*0.1;
Ttq(k)=-19.313+295.27*(n1(k)/1000) -165.44*(n1(k)/1000)A2 +40.874* (n 1(k)/1000)A33.8445* (n 1(k)/1000)A4;
Ft(k)=Ttq(k)*ig (5)*i0* nT/r; ua(k)=0.377*r* n1(k)/(ig (5)*i0); Fz(k)=CdA*ua(k)A2/21.15+mz*g*f; E(k)=abs((Ft(k》Fz(k))); end for k=1:175
if(E(k)==mi n(E))
disp('汽车最高车速='); disp(ua(k));
disp('km/h'); end end
for p=1:150
n2(p)=2000+p*0.5;
Ttq(p)=-19.313+295.27*(n2(p)/1000) -165.44*(n2(p)/1000)A2+40.874*(n2(p)/1000)
J
人3-3.8445*( n2(p)/1000)M;
Ft(p)=Ttq(p)*ig(1)*iO* nT/r; ua(p)=0.377*r* n2(p)/(ig(1)*i0); Fz(p)=CdA*ua(p)A2/21.15+mz*g*f; af(p)=asi n( (Ft(p)-Fz(p))/(mz*g)); end for p=1:150
if(af(p)==max(af))
i=ta n(af(p));
disp('汽车最大爬坡度='); disp(i); end end
汽车最高车速=99.0679km/h 汽车最大爬坡度=0.3518
(3) 计算2档起步加速到70km/h所需时间 for i=1:69
n(i)=(i+11)*50;
-3.8445*( n( i)/100
Ttq(i)=-19.313+295.27*(n(i)/1000) -165.44*(n(i)/1000)A2+40.874*(n(i)/1000)A3 0)A4; end
for j=1:5
for i=1:69
deta=1+lw/(mz*「A2)+lf*ig(j)A2*i0A2* nT/(mz*「A2); ua(i,j)=0.377*r* n( i)/(ig(j)*i0); a(i,j)=(Ttq(i)*ig(j)*i0*nT/r -CdA*ua(i,j)A2/21.15
-mz*g*f)/(deta*mz);
if(a(i,j)<=0)
a(i,j)=a(i-1,j); end
if(a(i,j)>0.05) b1(i,j)=a(i,j); u1(i,j)=ua(i,j); else
b1(i,j)=a(i-1,j); u1(i,j)=ua(i -1,j); b(i,j)=1/b1(i,j); end end
J
end
x1=u1(:,1);y 1= b(:,1); x2=u1(:,2);y2=b(:,2); x3=u1(:,3);y3=b(:,3); x4=u1(:,4);y4=b(:,4); x5=u1(:,5);y5=b(:,5);
Plot(x1,y1,x2,y2,x3,y3,x4,y4,x5,y5);
title('加速度倒数时间曲线’)； axis([O 120 0 30]); xlabel('ua(km/h)'); ylabel('1/aj'); gtext('1/a1') gtext('1/a2') gtext('1/a3') gtext('1/a4') gtext('1/a5')
加速度倒載时间曲线
for i=1:69
A=ua(i,3)-ua(69,2); if (A<1 &A>0) j=i;
end
J
B=ua(i,4)-ua(69,3); if(B<2&B>0)
k=i; end
if(ua(i,4)<=70)
m=i; end end
t=ua(1,2)*b(1,2); for p仁 2:69
t1(p1)=(ua(p1,2) -ua(p1-1,2))*(b(p1,2)+b(p1 -1,2))*0.5; t=t+t1(p1); end for p2=j:69
t2(p2)=(ua(p2,3) -ua(p2-1,3))*(b(p2,3)+b(p2 -1,3))*0.5; t=t+t2(p2); end for p3=k:m
t3(p3)=(ua(p3,4) -ua(p3-1,4))*(b(p3,4)+b(p3 -1,4))*0.5; t=t+t3(p3); end
t=t+(ua(j,3) -ua(69,2))*b(69,2)+(ua(k,4) -ua(69,3))*b(69,3) +(70-ua(m,4))*b(m,4); tz=t/3.6;
disp('加速时间='); disp(tz); disp('s');
加速时间=29.0585s
、计算与绘制题1中货车的1）汽车功率平衡图;
2）最高档与次高档的等速百
公里油耗曲线。
已知数据略。（参见《汽车理论》习题第二章第 解题程序如下：用Matlab语言
m1=2000; r=0.367;
m2=1800;
mz=3880;
g=9.81;
CdA=2.77; f=0.013;
nT=0.85;
7题）
J
ig=[5.56 2.769 1.644 1.00 0.793]; i0=5.83;
lf=0.218; lw仁 1.798;
Iw2=3.598;
n仁[815 1207 1614 2012 2603 3006 3403 3804]; Iw=2*lw1+4*lw2; nd=400;
Qid=0.299;
for j=1:5
for i=1:69 n(i)=(i+11)*50;
-3.8445*( n( i)/100
Ttq(i)=-19.313+295.27*(n(i)/1000) -165.44*(n(i)/1000)A2+40.874*(n(i)/1000)A3 0)A4;
Pe(i)=n( i)*Ttq(i)/9549; ua(i,j)=0.377*r* n( i)/(ig(j)*i0);
Pz(i,j)=(mz*g*f*ua(i,j)/3600.+CdA*ua(i,j)A3/76140.)/nT; end
end plot(ua,Pe,ua,Pz); title('汽车功率平衡图)'); xlabel('ua(km/h)'); ylabel('Pe,Pz(kw)'); gtext('l') gtext('ll') gtext('lll') gtext('lV') gtext('V') gtext('P 阻')
J
w
97Gfor j=1:5 for i=1:8
Td(i)=-19.313+295.27*(n 1(i)/1000.0) -165.44*(n1(i)/1000.0)A2+40.874*(n1(i)/10 00.0)人3 -3.8445*( n1(i)/1000.0)A4;
Pd(i)=n1(i)*Td(i)/9549; u(i,j)=0.377* n1(i)*r/(ig(j)*i0); end end
b(1)=0.17768*Pd(1)A4 -5.8629*Pd(1)A3+72.379*Pd(1F2 -416.46*Pd(1)+1326.8; b(2)=0.043072*Pd(2)A4 -2.0553*Pd(2)A3+36.657*Pd(2)人2 -303.98*Pd(2)+1354.7; b(3)=0.0068164*Pd(3)A4 -0.51184*Pd(3)A3+14.524*Pd(3)A2 -189.75*Pd(3)+1284.4; b(4)=0.0018555*Pd(4)A4 -0.18517*Pd(4)A3+7.0035*Pd(4)A2 -121.59*Pd(4)+1122.9; b(5)=0.00068906*Pd(5)人4 -0.091077*Pd(5)A3+4.4763*Pd(5)A2 -98.893*Pd(5)+1141.0; b(6)=0.00035032*Pd(6)A4 -0.05138*Pd(6)A3+2.8593*Pd(6)人2 -73.714*Pd(6)+1051.2; b(7)=0.00028230*Pd(7)A4 -0.047449*Pd(7F3+2.9788*Pd(7)A2 -84.478*Pd(7)+1233.9; b(8)=-0.000038568*Pd(8)A40.00075215*Pd(8)A3+0.71113*Pd(8)A245.291*Pd(8) +1129.7; u1= u(:,1)'; u2=u(:,2)： u3=u(:,3)'; u4=u(:,4)'; u5=u(:,5)';
B仁 polyfit(u1,b,3); B2=polyfit(u2,b,3);
gad 543°0 20
120
汽车功率平衡图
40 60 ua/(krrt/h
80
J
B3=polyfit(u3,b,3); B4=polyfit(u4,b,3); B5=polyfit(u5,b,3); for q=1:69
bh(q,1)=polyval(B1,ua(q,1)); bh(q,2)=polyval(B2,ua(q,2)); bh(q,3)=polyval(B3,ua(q,3)); bh(q,4)=polyval(B4,ua(q,4)); bh(q,5)=polyval(B5,ua(q,5)); end for i=1:5
for q=1:69
Q(q,i)=Pz(q,i)*bh(q,i”(1.02*ua(q,i)*7.05); end end
plot(ua(:,4),Q(:,4),ua(:,5),Q(:,5)); title('四档五档等速百公里油耗图'); xlabel('ua(km/h)'); ylabel('Qs(L/100km)');
四档和五橙等速百公里油耗曲线
40
35
30
10 25
J
20
15
0 20 40 60 ua/(km/h)
B0 100 120
10
三、改变1.3题中轻型货车的主减速器传动比，做出 i。为5.17、
5.43、5.83、6.17、6.33时的燃油经济性一加速时间曲线，讨
论不同i值对汽车性能的影响。
0
Matlab 程序：
m1=2000 m2=1800 m=3880 r0=0.367 gt=0.85 f=0.013 CDA=2.77 i0=5.83 If=0.218 Iw1=1.798 Iw2=3.598
; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ;
Ig5=[5.56 2.769 1.644 1.00 0.793]; Ig0=[5.17 5.43 5.83 6.17 6.33];
B=[1326.8 -416.46 72.379 1354.7 -303.98 36.657
-5.8629 0.17768;
-2.0553 0.043072; -0.51184 0.0068164;
1284.4 -189.75 14.524
1129.7 -45.291 0.71113 -0.00075215 -0.000038568;]; n=[815 1207 1614 2012 2603 3006 3403 3804]; for i=1:5
for k=1:8 ua(i,k)=0.377*0.367* n(k)/(lg0(i)*lg5(5));
Ttq(i)=-19.313+295.27.*(n(i)/1000) -165.44.*(n(i)/1000)92+40.874.*(n(i)/1000)93 1000).A4;
F5(i,k)=0.013*3880*9.8+2.77.*ua(i,k)A2/21.15; Pe(i,k)=F5(i,k)*ua(i,k)/(3600*0.85);
b5(i,k)=B(k,1)+B(k,2)*Pe(i ,k)+B(k,3)*Pe(i,k)A2+B(k,4)*Pe(i,k)A3+B(k,5)*Pe(i,k)A4;
end end
-3.8445.*(n(i)/
J
ua 1=25; s仁50;
Fa5=0.013*3880*9.8+2.77.*ua142/21.15; Pe5=Fa5.*ua1/(3600*0.85);
d仁 polyfit(Pe(1,:),b5(1,:),3); ba 1= polyval(d1,Pe5); d2=polyfit(Pe(2,:),b5(2,:),3); ba2=polyval(d2,Pe5); d3=polyfit(Pe(3,:),b5(3,:),3); ba3=polyval(d3,Pe5); d4=polyfit(Pe(4,:),b5(4,:),3); ba4=polyval(d4,Pe5); d5=polyfit(Pe(5,:),b5(5,:),3); ba5=polyval(d5,Pe5); ba=[ba1 ba2 ba3 ba4 ba5]; Qa1=Pe5.*ba*50/(ua1*102*7) ua2=25:40;
Q2=1+(2*Iw1+4*Iw2)/(m*r0A2)+If*Ig5(2).A2*Ig0(2)A2*gt/(m*r0A2) Fb5=0.013*3880*9.8+2.77.*ua2.A2/21.15+Q2*m*0.25; Pb5=Fb5.*ua2/(3600*0.85); db1= polyfit(Pe(1,:),b5(1,:),3); bb 1= polyval(db1,Pb5); db2=polyfit(Pe(2,:),b5(2,:),3); bb2=polyval(db2,Pb5); db3=polyfit(Pe(3,:),b5(3,:),3); bb3=polyval(db3,Pb5); db4=polyfit(Pe(4,:),b5(4,:),3); bb4=polyval(db4,Pb5); db5=polyfit(Pe(5,:),b5(5,:),3); bb5=polyval(db5,Pb5); bb=[bb1
bb2 bb3 bb4 bb5]; Pb=[Pb5
J
Pb5 Pb5 Pb5 Pb5];
Qb=Pb.*bb/(367.1*7); for i=1:5
for j=1:15 qb(i,j)=Qb(i,j)+Qb(i,j+1); end end
Qb2=sum(qb') ua3=40;s2=250;
Fc5=0.013*3880*9.8+2.77.*ua3.A2/21.15; Pc5=Fc5.*ua3/(3600*0.85); dc1= polyfit(Pe(1,:),b5(1,:),3); bc1= polyval(dc1,Pc5); dc2=polyfit(Pe(2,:),b5(2,:),3); bc2=polyval(dc2,Pc5); dc3=polyfit(Pe(3,:),b5(3,:),3); bc3=polyval(dc3,Pc5); dc4=polyfit(Pe(4,:),b5(4,:),3); bc4=polyval(dc4,Pc5); dc5=polyfit(Pe(5,:),b5(5,:),3); bc5=polyval(dc5,Pc5); bc=[bc1 bc2 bc3 bc4 bc5]; Qc3=Pc5.*bc*250/(ua3*102*7) ua4=40:50;
Q4=1+(2*Iw1+4*Iw2)/(m*r0A2)+If*Ig5(4).A2*Ig0(4)A2*gt/(m*r0A2)
Fd5=0.013*3880*9.8+2.77.*ua4.A2/21.15+Q4*m*0.2; Pd5=Fd5.*ua4/(3600*0.85); dd1= polyfit(Pe(1,:),b5(1,:),3); bd 1= polyval(dd1,Pd5); dd2=polyfit(Pe(2,:),b5(2,:),3); bd2=polyval(dd2,Pd5); dd3=polyfit(Pe(3,:),b5(3,:),3); bd3=polyval(dd3,Pd5); dd4=polyfit(Pe(4,:),b5(4,:),3); bd4=polyval(dd4,Pd5); dd5=polyfit(Pe(5,:),b5(5,:),3); bd5=polyval(dd5,Pd5); bd=[bd1
bd2 bd3 bd4
J
bd5]; Pd=[Pd5
Pd5 Pd5 Pd5 Pd5];
Qd=Pd.*bd/(367.1*7); for i=1:5
for j=1:10 qd(i,j)=Qd(i,j)+Qd(i,j+1); end end
Qd4=sum(qd') ua5=50;s2=250;
Ff5=0.013*3880*9.8+2.77.*ua5.A2/21.15; Pf5=Ff5.*ua5/(3600*0.85); df仁polyfit(Pe(1,:),b5(1,:),3); bf仁polyval(df1,Pf5); df2=polyfit(Pe(2,:),b5(2,:),3); bf2=polyval(df2,Pf5); df3=polyfit(Pe(3,:),b5(3,:),3); bf3=polyval(df3,Pf5); df4=polyfit(Pe(4,:),b5(4,:),3); bf4=polyval(df4,Pf5); df5=polyfit(Pe(5,:),b5(5,:),3); bf5=polyval(df5,Pf5); bf=[bf1 bf2 bf3 bf4 bf5]; Qf5=Pf5.*bf*250/(ua3*102*7) Qi=0.299;
Qg=(50-25)/3.6/0.36*0.299; Qg6=[Qg Qg Qg Qg Qg] Q=[Qa1
Qb2 Qc3 Qd4 Qf5 Qg6];
Qz=sum(Q)/1075*100 for k=1:5 for i=1:3401;
for j=1:5;
n(i)=i+599;
ua(i,j)=0.377*r0* n(i)./(lg5(j)*lg0(k));
J
Q(j)=1+(2*Iw1+4*Iw2)/(m*r0A2)+If*Ig5(j).A2*Ig0(k)A2*gt/(m*(r0)A2); end end
uamax=max(ua); uami n=mi n(ua);
ua2=uam in( 2):uamax(2);
n=ua2*lg0(k)*lg5(2)/(0.377*0.367);
Ttq=-19.313+295.27*(n/1000) -165.44*(n/1000).人2+40.874*(n/1000).A3 -3.8445*(n/1000).A4;
Ft2=Ttq*lgO(k)*lg5(2)*0.85/0.367; F2=0.013*3880*9.8+2.77*ua2.A2/21.15; a2=(Ft2-F2)./(Q (2)*m); t2=trapz(ua2,1./a2)/3.6;
ua3=uamax(2):uamax(3);
n3=ua3*lg0(k)*lg5(3)/(0.377*0.367);
Ttq3=-19.313+295.27*(n3/1000) -165.44*(n3/1000)42+40.874*(门3/1000).人3 A4;
Ft3=Ttq3*lg0(k)*lg5(3) *0.85/0.367; F3=0.013*3880*9.8+2.77*ua3.A2/21.15; a3=(Ft3-F3)./(Q(3)*m); t3=trapz(ua3,1./a3)/3.6;
ua4=uamax (3) :70;
n4=ua4*lg0(k)*lg5(4)/(0.377*0.367);
Ttq4=-19.313+295.27*(n4/1000) -165.44*(n4/1000).人2+40.874*(n4/1000).人3 A4;
Ft4=Ttq4*lg0(k)*lg5(4) *0.85/0.367; F4=0.013*3880*9.8+2.77*ua4.A2/21.15; a4=(Ft4-F4)./(Q (4) *m); t4=trapz(ua4,1./a4)/3.6; t(k)=t2+t3+t4; end
f=polyfit(Qz,t,2); QQ=Qz(1):0.001:Qz(5); b=polyval(f,QQ) plot(QQ,b,Q z,t,'*')
-3.8445*(n3/1000).
-3.8445*(n4/1000).
J
gtext('5.17') gtext('5.43') gtext('5.83') gtext('6.17') gtext('6.33')
title('燃油经济性-动力性曲线') xlabel('燃油经济性 /[L(100km) -1]') ylabel('t/s')
四、一中型货车装有前后制动器分开的双管路制动系， 数如下：
质心至 质量 载荷 (kg) 空载 、卄 4080 9290 hg/m 其有关参
制动力 分配系 数B 0.38 0.38 质心高 轴距L/m 前轴距 离a/m 0.845 1.170 3.950 3.950 2.100 2.950 满载 1) 计算并绘制利用附着系数曲线和制动效率曲线
2)
求行驶车速Ua= 30km/h，在 =0.80路面上车轮不抱死的 制动距离。计算时取制动系反应时间 上升时间2 = 0.02s。
2
= 0.02s，制动减速度
3) 求制动系前部管路损坏时汽车的制动距离 s，制动系后部
J
管路损坏时汽车的制动距离
s'。
Matlab 程序：
m仁4080;hg1=0.845;a1=2.100; m2=9290;hg2=1.17;a2=2.95; beta=0.38;L=3.95; z=0:0.05:1
gf仁beta.*z*L./(L-a1+z*hg1); gf2=beta.*z*L./(L-a2+z*hg2); gr1=(1-beta).*z*L./(a1-z*hg1); gr2=(1-beta).*z*L./(a2-z*hg2); g=z; for i=1:21
if (z(i)<0.3 &z(i)>0.15); g3(i)=z(i)+0.08;
end
if (z(i)>=0.3);
g3(i)=0.38+(z(i)-0.3)/0.74; end end
z1=0.15:0.01:0.3; g4=z1-0.08;
plot(z,gf1, '-.' ,z,gf2,z,gr1, axis([0 1 0 1.2])
title('利用附着系数与制动强度的关系曲线 xlabel('制动强度 z/g') ylabel('利用附着系数g') gtext('空车前轴’) gtext('空车后轴’) gtext('满载前轴’) gtext('满载后轴’) gtext( 'ECE 法规')
'-.' ,z,gr2,z,g,z,g3, ’)
,z1,g4, 'x')
'xk'
利冃附着壬魏与制动強度的关系曲线
o.8a6
C=0:0.05:1;
Er1= (a1/L)./((1-beta)+C*hg1/L)*100; Ef=(L-a2)/L./(beta-C*hg2/L)*100; Er=(a2/L)./((1-beta)+C*hg2/L)*100; plot(C,Er,C,Ef,C,Er1) axis([0 1 0 100])
title('前后附着效率曲线’) xlabel('附着系数C') ylabel('制动效率(%)') gtext('满载') gtext(
'Ef
)
O.4 空军前轴
0.2
0
0.1
02
03
0.4
0.6
0.6 0.7 08 0 9
制动强厦刃g
J
gtext( 'Er') gtext('空载')
前眉附着效率曲统
100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 □
9
gtext( 'Er')
0 0.1 02 03 0.4 0.6 0.6 0.7 08 0
附着系数C
C1=0.8
E1=(ak1/L)./((1 -beta)+C1*hg1/L); E2=(am2/L)/((1 -beta)+C1*hg2/L); a仁 E1*C1*9.8; a2=E2*C1*9.8;
ua=30;i2 仁0.02;i22=0.02;
s1=(i21+i22/2)*ua/3.6+uaA2/(25.92*ak1); s2=(i21+i22/2)*ua/3.6+uaA2/(25.92*am2); disp('满载时不抱死的制动距离 disp(s2)
disp('空载时不抱死的制动距离 disp(s1)
=') =')
满载时不抱死的制动距离 =5.3319 空载时不抱死的制动距离=6.8406
beta3=1 beta4=0
Ekr=(a1/L)/((1 - beta4)+C1*hg1/L); Ekf=(L-a1)/(beta3*L -C1*hg1); Emf=(L-a2)/L./(beta3 -C1*hg2/L); Emr=(a2/L)./((1 -beta4)+C1*hg2/L);
J
akr=0.8*9.8*Ekr; akf=0.8*9.8*Ekf; amr=0.8*9.8*Emr; amf=0.8*9.8*Emf;
skr=(i21+i22/2)*ua/3.6+uaA2/(25.92*akr); skf=(i21+i22/2)*ua/3.6+uaA2/(25.92*akf); smf=(i21+i22/2)*ua/3.6+uaA2/(25.92*amf); smr=(i21+i22/2)*ua/3.6+uaA2/(25.92*amr); disp('空车后管路失效时制动距离') disp(skf)
disp('空车前管路失效时制动距离') disp(skr)
disp('满载后管路失效时制动距离') disp(smf)
disp('满载前管路失效时制动距离') disp(smr)
运行结果为：空车后管路失效时制动距离 空车前管路失效时制动距离10.0061 满载后管路失效时制动距离
13.5986
满载前管路失效时制动距离7.5854
8.0879
五、二自由度轿车模型的有关参数如下:
总质量
绕Oz轴转动惯量 轴距
质心至前轴距离 质心至后轴距离 前轮总侧偏刚度 后轮总侧偏刚度
L=3.048m
m=1818.2kg
Iz
2
3885kg m
a=1.463m
b=1.585m k k
1
=-62618N/rad
尸
-110185N/rad
转向系总传动比 试求：
1) 2)
i=20
稳定性因数K特征车速uch。 稳态横摆角速度增益曲线」 U、车速
a
s
u=22.35m/s时的转向灵敏度二。
SW
3)
静态储备系数S.M.，侧向加速度为0.4g时的前、
1
2
后轮侧偏角绝对值之差
R/Ro(Ro=15m)。
4)
与转弯半径的比值
车速u=30.56m/s时，瞬态响应的横摆角速度波
°
动的固有(圆)频率 时间
、阻尼比、反应时间 与峰值反应
Matlab 程序：
m=1818.2;lz=3885;L=3.048;a=1.463; b=1.585;k1 = -62618;k2=-110185;i=20; g=9.8;R0=15;u1=30.56; K=m/LA2*(a/k2 -b/k1); uch=1/KA(1/2); u=0:0.05:25; s=u/L./(1+K*u.A2); disp('稳定因素K='); disp(K);
disp('特征车速 uch='); disp(uch); plot(u,s);
xlabel('ua/(m/s)'); ylabel('稳态横摆增益');
J
title('汽车的稳态横态摆角速度增益曲线 disp('ua=22.35m/s时，转向灵敏度为'); disp(s(448)); SM=k2/(k1+k2)-a/L; A=K*0.4*g*L; Q=L/R0;
');
R=L/(Q-A); r=R/RO;
disp('静态储备系数 S.M=); disp(SM);
disp('前后轮侧偏角绝对值之差 disp(A);
disp('转弯半径的比值='); disp(r);
wO=L/u1*(k1*k2*(1+K*uU2)/(m*lz))A(1/2);
n=(-m*(aA2*k1+bA2*k2) -Iz*(k1+k2))/(2*L*(m*Iz*k1*k2*(1+K*u1A2))A(1/2)); t=atan((1 百人2)人(1/2)/( -m*u1*a*w0/(L*k2) -n))/(w0*(1 -nA2)A(l/2)); e=ata n( (1-门人2)人(1/2)/n)/(w0*(1 disp('横摆角速度波动时的固有频率为 disp(w0); disp('阻尼比为'); disp( n);
disp('反应时间为'); disp(t);
disp('达到第一峰值的时间为'); disp(e);
-n 人2)人(1/2))+匕 ');
(a1-a2)=');
J
汽车的稳态横态摆肃速度増益曲线
3.5
相运算结果： 稳定因素K=
0.0024
.1 OD U0 22
特征车速uch= 20.6053
“人体-座椅”系统参数:
ua=22.35m/s时，转向灵敏度为 3.3690
静态储备系数S.M.= 0.1576
前后轮侧偏角绝对值之差（a1-a2）= 0.0281
转弯半径的比值= 1.1608
横摆角速度波动时的固有频率为 5.5758 阻尼比为 0.5892
六、车身-车轮双质量系统参数:
f 1.5Hz,
00.25, 9,
10。
fs 3Hz, s 0.25。车速 u 20m/s，路
计算时频率步长
0.2Hz，计算频率点数N 180。
1）计算并画出幅频特性
/q、 Z2 /乙、 q/z2和均方根值
谱,Gzr、 .. Gz^r、
1
面不平度系数G
q
n 2.56 10 m，参考空间频率
0
8
3
进一步计算
n°=0.1m。
-1
aw、 Law值
2）改变“人体-座椅”系统参数：f1.5 ~ 6Hz, 0.125~0.5。
s
s
分析a、L值随f、的变化。
w
aw
s
s
3）分别改变车身-车轮双质量系统参数：
f
0
0.25~3Hz, 0.125~0.5 ,
4.5 〜18,
5~20。绘制 z、
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。
Matlab 程序：
f0=1.5;g=0.25;r=9;u=10;fs=3;gs=0.25;v=20;Gqn0=2.56e -008;n0=0.1; df=0.2;N=180; f=0:0.2:36; ff0=f/f0;
d=[(1 -ff0.A2).*(1+r -1/u*ff0.A2 -1)].A2+4*gA2*ff0.A2.*[r z1q=r*sqrt(((1 -ff0.A2).A2+4*gA2*ff0.A2)./d);
z2z仁sqrt((1+(2*g*ff0).A2)./((1 -ff0.A2).A2+(2*g*ff0).A2)); ffs=f/fs;
pz2=sqrt((1+(2*gs*ffs).A2)./((1 -ffs.A2).A2+(2*gs*ffs).A2)) Ioglog(f,z1q,'*',f,z2z1,'.',f,pz2); axis([0 100 0 10])
set(gca,'xtick',[0 0.1 1 10 100]) set(gca,'ytick',[0 0.1 1 10]) xlabel('激振频率 f/HZ') I
-(1/u+1)*ff0.A2].A2;
车轮部分THq的幅频特性-
车身部分2 4车轮部
J
w=2*pi*f;
Gz仁w.A2.*z1q.*(2*3.14./w).*sqrt(Gq n0*n 0人 2*v); loglog(f,Gz1) hold on
Gz2=w.A2.*z1q.*z2z1.*(2*3.14./w).*sqrt(Gq n0*n 0人 2*v); title('车轮部分加速度均方根值') xlabel('激振频率 f/Hz') ylabel('|Gz1|') loglog(f,Gz2)
title('车身部分加速度均方根值') xlabel('激振频率 f/Hz') ylabel('|Gz2|')
Gza=w.A2.*z1q.*z2z1.*pz2.*(2*3.14./w).*sqrt(Gq n0*n 0人 2*v); loglog(f,Gza)
title('人体加速度均方根值')
xlabel('激振频率 f/Hz') ylabel('|Gza|')
J
format Io ng
f0=1.5;g=0.25;r=9;u=10;fs=3;gs=0.25;v=20;Gqn0=2.56*10A( -8);n0=0.1;
J
df=0.2;N=180; f=0.000001:0.2:36; ff0=f/f0; ffs=f/fs; w=2*pi*f;
d=((1-ff0.A2).*(1+r -ff0.A2/u) -1).A2+4.*gA2.*ff0.A2.*(r -(1/u+1).*ff0.A2).A2; z1q=r*sqrt(((1 -ffO.A2).A2+4*gA2*ffO.A2)./d);
z2z仁sqrt((1+(2*g*ffO).A2)./((1 -ff0.A2).A2+(2*g*ff0).A2)); ffs=f/fs;
pz2=sqrt((1+(2*gs*ffs).A2)./((1 -ffs.A2).A2+(2*gs*ffs).A2)); ez=sqrt(sum(16.*(3.14)A4.*f.A2.*Gq n0.* n0A2.*v*df)); disp('路面不平度加速度均方根值 disp(ez)
ez 仁 sqrt(sum(z1q.A2.*16.*piA4.*Gq n0.*v.*f.A2*df* nO 人2)); disp('车轮加速度均方根值=') disp(ezl)
ez2=sqrt(sum(z2z1.A2.*z1q.A2.*16.*piA4.*Gq nO.*v.*f.A2* nOA2*df)); disp('车身加速
=')
度均方根值=')
disp(ez2)
Gza=w.A2.*z1q.*z2z1.*pz2.*(2*3.14./w).*sqrt(Gq nO* nOA 2*v); eza=sqrt(sum(Gza.A2*df))
disp('人体加速度均方根值=') disp(eza)
Gza=w.A2.*z1q.*z2z1.*pz2.*(2*3.14./w).*sqrt(Gq nO* nOA 2*v);
for i=1:18O
if(f(i)<2 &f(i)>O.5)
f1(i)=f(i);
Gza(i)=w(i).A2.*z1q(i).*z2z1(i).*pz2(i).*(2*3.14./w(i)).*sqrt(Gq nO* nOA2*v);
a1(i)=O.5*Gza(i).A2*O.2;
end
if(f(i)>2 &f(i)<4)
a2(i)=f(i)/4*Gza(i).A2; f2(i)=f(i); end
if(f(i)> 4& f(i)<12.5);
a3(i)=Gza(i).A2; f3(i)=f(i); end
if(f(i)>12.5 &f(i)<8O);
a4(i)=12.5/f(i)*Gza(i).A2; f4(i)=f(i); end
J
end aw1=trapz(f1,a1); aw2=trapz(f2,a2); aw3=trapz(f3,a3); aw4=trapz(f4,a4);
aw=aw1+aw2+aw3+aw4
disp('人体加权加速度均方根值 disp(aw)
=')
Law=20*log10(aw*10A6) disp('加权振级=') disp(Law)
路面不平度加速度均方根值
0.35045611862153
=
车轮加速度均方根值=
0.23907567188580
车身加速度均方根值=
0.01678810011878 eza =
0.01613421498032
人体加速度均方根值=
0.01613421498032 aw =
1.758474239477950e -004
人体加权加速度均方根值 =
1.758474239477950e -004
Law =
44.90272021126767
加权振级=
44.90272021126767
2) >> fs1=linspace(1.5,6,100);gs2=linspace(0.125,0.5,10); for j=1:100
f0=1.5;g=0.25;r=9;u=10;fs=3;gs=0.25;v=20;Gqn0=2.56*10A( -8);n0=0.1; df=0.2;N=180; f=0.000001:0.2:36; ff0=f/f0; ffs仁 f/fs1(j); w=2*pi*f;
d=((1-ff0.A2).*(1+r -ff0.A2/u) -1).A2+4.*gA2.*ff0.A2.*(r -(1山+1).*幵0.人2).人2; z1q=r*sqrt(((1 -ff0.A2).A2+4*gA2*ff0.A2)./d);
z2z1=sqrt((1+(2*g*ff0).A2)./((1 -ff0.A2).A2+(2*g*ff0).A2)); pz2=sqrt((1+(2*gs*ffs1).A2)./((1 -ffs1.A2).A2+(2*gs*ffs1).A2)); Gza=w.A2.*z1q.*z2z1.*pz2.*(2*3.14./w).*sqrt(Gq n0* n0A 2*v); for i=1:180
if(f(i)<2 &f(i)>0.5)
f1(i)=f(i);
Gza(i)=w(i).A2.*z1q(i).*z2z1(i).*pz2(i).*(2*3.14./w(i)).*sqrt(Gq n0* n0A2*v);
a1(i)=0.5*Gza(i).A2*0.2; end if(f(i)>2 &f(i)<4)
a2(i)=f(i)/4*Gza(i).A2; f2(i)=f(i); end
if(f(i)> 4& f(i)<12.5);
a3(i)=Gza(i).A2; f3(i)=f(i); end
if(f(i)>12.5 &f(i)<80);
a4(i)=12.5/f(i)*Gza(i).A2; f4(i)=f(i); end end
aw1=trapz(f1,a1); aw2=trapz(f2,a2); aw3=trapz(f3,a3); aw4=trapz(f4,a4);
awa(j)=sqrt(aw1+aw2+aw3+aw4); Law1(j)=20*log10(aw(j)*10A6);
J
end for j=1:10 ffs=f/fs; w=2*pi*f;
d=((1-ffO42).*(1+r -ff0.A2/u) -1).A2+4.*gA2.*ff0.A2.*(r -(1/u+1).*ff0.A2).A2; z1q=r*sqrt(((1 -ffO.A2).A2+4*gA2*ffO.A2)./d);
z2z仁sqrt((1+(2*g*ffO).A2)./((1 -ff0.A2).A2+(2*g*ff0).A2)); pz2=sqrt((1+(2*gs2(j)*ffs).A2)./((1 -ffs.A2).A2+(2*gs2(j)*ffs).A2)); Gza=w.A2.*z1q.*z2z1.*pz2.*(2*3.14./w).*sqrt(Gq n0* nOA 2*v); for i=1:180
if(f(i)<2 &f(i)>0.5)
f1(i)=f(i);
Gza(i)=w(i).A2.*z1q(i).*z2z1(i).*pz2(i).*(2*3.14./w(i)).*sqrt(Gq nO* nOA2*v);
a1(i)=0.5*Gza(i).A2*0.2; end
if(f(i)>2 &f(i)<4)
a2(i)=f(i)/4*Gza(i).A2; f2(i)=f(i); end
if(f(i)> 4& f(i)<12.5);
a3(i)=Gza(i).A2; f3(i)=f(i); end
if(f(i)>12.5 &f(i)<80);
a4(i)=12.5/f(i)*Gza(i).A2; f4(i)=f(i); end end
aw1=trapz(f1,a1); aw2=trapz(f2,a2); aw3=trapz(f3,a3); aw4=trapz(f4,a4);
awb(j)=sqrt(aw1+aw2+aw3+aw4); Law2(j)=20*log10(awb(j)*10A6); end
subplot(2,2,1) plot(fs1,aw) gtext('awl')
ylabel('人体加权加速度均方根值')
J
xlabel('座椅 fs1/HZ') subplot(2,2,2) plot(fs1,Law1)
gs1的增大而减小
J
gtext('Lawl') ylabel('加权振级')
xlabel('座椅 fs1/HZ') subplot(2,2,3) plot(gs2,awb) gtext('aw2') ylabel('人体加权加速度均方根值’) xlabel('座椅 gs2')
所以人体加权加速度均方根值和加权振级随
fs1的增大而增大
人体加权加速度均方根值和加权振级随
subplot(2,2,4) plot(gs2,Law2) ylabel('
加权振级') xlabel('座椅 gs2') gtext('Law2') 3) fO1=linspace(0.25,3,100)
for i=1:100
f0=1.5;g=0.25;r=9;u=10;fs=3;gs=0.25;v=20;Gqn0=2.56*10A( -8);n0=0.1;
J
df=0.2;N=180; f=0.000001:0.2:36; ffO=f/fO1(i); ffs1=f/fs; w=2*pi*f;
d=((1-ff0.A2).*(1+r -ff0.A2/u) -1).A2+4.*gA2.*ff0.A2.*(r -(1/u+1).*ff0.A2).A2; z1q=r*sqrt(((1 -ff0.A2).A2+4*gA2*ff0.A2)./d);
z2z 仁sqrt((1+(2*g*ffO).A2)./((1 -ffO.A2).A2+(2*g*ffO).A2)); pz2=sqrt((1+(2*gs*ffs1).A2)./((1 -ffs1.A2).A2+(2*gs*ffs1).A2));
ez2(i)=sqrt(sum(z2z1.A2.*z1q.A2.*4.*piA2.*Gq nO.*v* nO 人2* nOA2*df)) FdG=(r.*w/9.8).A2.*((ffO.A2•心+u) -1).A2+4*gA2.*ffO.A2)./d; eFdG(i)=sqrt(sum(FdG.*4.*piA2.*Gq nO.*v* nOA2*df)); fd=(r*ffO.A2./w).A2/d;
efd(i)=sqrt(sum(fd.*4.*piA2.*GqnO.*v*nOA2*df)); end for i=1:100
Law1(i)=20*log(ez2(i)/ez2(46)); Law2(i)=20*log(eFdG(i)/eFdG(46)); Law3(i)=20*log(efd(i)/efd(46)); end
plot(f01,Law1,'r',f01,Law2,'b',f01,Law3,'g') gtext('ez2') gtext('eFdG') gtext('efd') xlabel('fO/Hz')
ylabel('efd/eFdG/ez2 dB')
40
20
title('fd, dFdG,ez2 随 fO 的变化')
frl, riFrlfi,R7?PiRffl的夺化
g=li nspace(0.125,0.5,100)
J
for i=1:100
f0=1.5;g2=0.25;r=9;u=10;fs=3;gs=0.25;v=20;Gqn0=2.56*10A( -8);n0=0.1; df=0.2;N=180; f=0.000001:0.2:36; ff0=f/f0; ffs仁 f/fs; w=2*pi*f;
d=((1-ff0.A2).*(1+r -ffO.A2/u) -1).A2+4.*g(i)A2.*ffO.A2.*(r -(1/u+1).*ffO.A2).A2; z1q=r*sqrt(((1 -ff0.A2).A2+4*g(i)A2*ff0.A2)./d);
z2z1=sqrt((1+(2*g(i)*ff0).A2)./((1 -ff0.A2).A2+(2*g(i)*ff0).A2)); pz2=sqrt((1+(2*gs*ffs1).A2)./((1 -ffs1.A2).A2+(2*gs*ffs1).A2)); ez2(i)=sqrt(sum(z2z1.A2.*z1q.A2.*4*piA2.*Gq n0.*v.* n0A2*df)); FdG=(r.*w/9.8).A2.*((ff0.A2./(1+u) -1).A2+4*g(i)A2.*ff0.A2)./d; eFdG(i)=sqrt(sum(FdG.*4*piA2.*Gq n0.*v.* n0A2*df)); fd=(r*ff0.A2./w).A2/d;
efd(i)=sqrt(sum(fd.*4*piA2.*Gqn0.*v.*nOA2*df)); end for i=1:100
Law1(i)=20*log(ez2(i)/ez2(34)); Law2(i)=20*log(eFdG(i)/eFdG(34)); Law3(i)=20*log(efd(i)/efd(34)); end
plot(g, Law1,'-.',g,Law2,'r',g, Law3) gtext('ez2')
gtext('eFdG') gtext('efd') xlabel('阻尼比 g') ylabel('efd/eFdG/ez2 dB') title('fd, dFdG,ez2 随 g 的变化')
J
f此dFdG辭加Eg的变化
6 5
4
3
2
1
□
-1
-0.15
0.2
0 25
0.3
0.35
0 4
0.45
0.5
2
阻尼比Q
r=li nspace(4.5,18,100) for i=1:100
f0=1.5;g=0.25;r1=9;u=10;fs=3;gs=0.25;v=20;Gqn0=2.56*10A( -8);n0=0.1; df=0.2;N=180; f=0.000001:0.2:36; ff0=f/f0; ffs1=f/fs; w=2*pi*f;
d=((1-ff0.A2).*(1+r(i) -ffO.A2/u) -1).A2+4.*gA2.*ffO.A2.*(r(i)
-(1山+1).*幵0.人2).
人2;
z1q=r(i)*sqrt(((1 -ffO.A2).A2+4*gA2*ffO.A2)./d);
z2z 仁sqrt((1+(2*g*ffO).A2)./((1 -ff0.A2).A2+(2*g*ff0).A2)); pz2=sqrt((1+(2*gs*ffs1).A2)./((1 -ffs1.A2).A2+(2*gs*ffs1).A2)); ez2(i)=sqrt(sum(z2z1.A2.*z1q.A2.*14.*piA4.*Gq n0.*v.* n0A2*df)); FdG=(r(i).*w/9.8).A2.*((ff0.A2./(1+u)
-1).A2+4*gA2.*ff0.A2)./d;
eFdG(i)=sqrt(sum(FdG.*4.*piA4.*Gq n0.*v.* n0A2*df)); fd=(r(i)*ff0.A2./w).A2/d;
efd(i)=sqrt(sum(fd.*4.*piA4.*Gqn0.*v.*n0A2*df));
J
end for i=1:100
Law1(i)=20*log(ez2(i)/ez2(34)); Law2(i)=20*log(eFdG(i)/eFdG(34)); Law3(i)=20*log(efd(i)/efd(34)); end
plot(r,Law1,'r',r,Law2,'b',r,Law3,'g')
gtext('ez2') gtext('eFdG') gtext('efd') xlabel('r')
ylabel('efd/eFdG/ez2 dB') title('fd,edFdG,ez2 随 r 的变化') u=li nspace(5,20,151) for i=1:151
f0=1.5;g=0.25;r=9;u1=10;fs=3;gs=0.25;v=20;Gq门0=2.56*10人(-8);nO=0.1; df=0.2;N=180; f=0.000001:0.2:36; ffO=f/fO;
J
ffs1=f/fs; w=2*pi*f;
d=((1-ff0.A2).*(1+r -ff0.A2/u(i)) -1).A2+4.*gA2.*ff0.A2.*(r -(1/u(i)+1).*ff0.A2).A2; z1q=r*sqrt(((1 -ff0.A2).A2+4*gA2*ff0.A2)./d);
z2z 仁sqrt((1+(2*g*ff0).A2)./((1 -ff0.A2).A2+(2*g*ff0).A2)); pz2=sqrt((1+(2*gs*ffs1).A2)./((1 -ffs1.A2).A2+(2*gs*ffs1).A2)); ez2(i)=sqrt(sum(z2z1.A2.*z1q.A2.*4.*piA2.*Gq n0.*v.* n0A2*df)); FdG=(r.*w/9.8).A2.*((ff0.A2./(1+u(i)) -1).A2+4*gA2.*ff0.A2)./d; eFdG(i)=sqrt(sum(FdG.*4.*piA2.*Gq n0.*v.* n0A2*df)); fd=(r*ff0.A2./w).A2./d;
J
efd(i)=sqrt(sum(fd.*4.*piA2.*Gq nO.*v.* n0 A2*df)); end for i=1:151 Law1(i)=20*log(ez2(i)/ez2(34)); Law2(i)=20*log(eFdG(i)/eFdG(34)); Law3(i)=20*log(efd(i)/efd(34)); end plot(u,Law1,'r',u,Law2,'b',u,Law3,'g') gtext('ez2') gtext('eFdG') gtext('efd')
xlabel('u') ylabel('efd/eFdG/ez2 dB') title('fd, dFdG,ez2 随 u 的变化')
fd, dFdG随u的变化
3
2 10■1 6
5
JJ
u
2D
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