3.3 车身结构振动特性第3章
汽车车身结构分析与设计
《汽车车身结构与设计》
第3章汽车车身结构分析与设计
3.3 车身结构振动特性汽车是一个复杂的多自由度“质量—刚度—阻尼”振动系统，它是由多个具有固有振动特性的振动子系统所组成。其中车身振动系统是整车振动系统的重要部分，通常有车身垂直振动、纵向角振动和侧倾振动等，这是影响汽车行驶平顺性、舒适性、安全性及汽车零部件使用寿命的主要原因。要改善汽车的整体性能，需要研究整车的振动特性，其中车身振动特性是重要研究内容。
车身的振动特性分析是在有限元法和线性振动理论的基础上进行的。
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3.3 车身结构振动特性1. 车身振动特性基本概念
车身是由许多薄壁结构件组成的多自由度弹性系统，在外界激励作用下将产生变形，引起系统振动。当外界激振频率与系统固有频率接近或成倍数关系时，将发生共振。
对于多自由度系统，其自然状态是指整个系统在运动过程中的位移形状。多自由度系统不是只有一种位移形状，而是具有与自由度数相等数量的位移形状，这些位移形状称为系统的固有振型。
系统的振动特性可用固有频率和固有振型来表示。无阻尼自由振动系统的特性分析称为模态分析。
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3.3 车身结构振动特性
2. 车身整体振动模态
一般来说，固有频率越低，越容易被外界所激励，对应于较低频率的固有阵型（即低阶振型）对车身结构的动力性能影响大于高阶振型，即低阶成分的能量较大。因此，对于一般车身结构，模态分析时，只求低阶振动频率和振型。
某些大型轿车的非承载式车身结构，一阶振型可能是低于20Hz的扭转振动；而整体扭转刚度较大的车身结构，一阶阵型可能是车身的垂直弯曲振型。
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3.3 车身结构振动特性?无阻尼线性系统的运动可表达为各阶固有振型的线性组合。
?图为某轿车车身一阶弯曲振型和二阶弯曲振型，其中一阶弯曲振型有两个节点（即位移为零的点），频率为20～40Hz；二阶弯曲振型有三个节点，频率为30～50Hz。
?对于承载式车身，一般要求一阶频率大于30～40Hz。
a) 一阶振型
车身的弯曲阵型
b) 二阶振型
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车身结构振动特性
