汽车悬架系统固有频率和阻尼比测试实验
悬架构造实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 了解汽车悬架系统的基本组成和结构。
2. 掌握不同类型悬架系统的构造特点。
3. 分析悬架系统在汽车行驶中的作用。
二、实验原理汽车悬架系统是连接车架与车轮的部件，其主要功能是将路面传递给车轮的载荷和反作用力传递到车架上，以保证汽车的平稳行驶。
悬架系统由弹性元件、减振器和导向机构三部分组成。
三、实验内容1. 扭杆梁式悬架系统2. 麦弗逊式独立悬架系统3. 电子控制主动式油气弹簧悬架系统四、实验步骤1. 观察扭杆梁式悬架系统（1）观察悬架系统的整体结构，了解其组成。
（2）观察扭杆梁的形状和材料，了解其作用。
（3）观察减振器和弹簧的安装位置和结构，了解其作用。
2. 观察麦弗逊式独立悬架系统（1）观察悬架系统的整体结构，了解其组成。
（2）观察滑动立柱和横摆臂的形状和材料，了解其作用。
（3）观察减振器和弹簧的安装位置和结构，了解其作用。
3. 观察电子控制主动式油气弹簧悬架系统（1）观察悬架系统的整体结构，了解其组成。
（2）观察油气弹簧的结构和材料，了解其作用。
（3）观察传感器、电控单元和电磁阀的安装位置和作用。
五、实验结果与分析1. 扭杆梁式悬架系统扭杆梁式悬架系统通过扭杆梁来平衡左右车轮的上下跳动，以减小车辆的摇晃，保持车辆的平稳。
在实验中，我们观察到扭杆梁的形状和材料，以及减振器和弹簧的安装位置和结构，从而了解了扭杆梁式悬架系统的构造特点。
2. 麦弗逊式独立悬架系统麦弗逊式独立悬架系统由滑动立柱和横摆臂组成，具有较好的操控性和稳定性。
在实验中，我们观察到滑动立柱和横摆臂的形状和材料，以及减振器和弹簧的安装位置和结构，从而了解了麦弗逊式独立悬架系统的构造特点。
3. 电子控制主动式油气弹簧悬架系统电子控制主动式油气弹簧悬架系统由油气弹簧、传感器、电控单元和电磁阀等组成，可以实现悬架刚度和阻尼的调节。
在实验中，我们观察到油气弹簧的结构和材料，以及传感器、电控单元和电磁阀的安装位置和作用，从而了解了电子控制主动式油气弹簧悬架系统的构造特点。
GB4783-84汽车悬挂系统的固有频率和阻尼比测定方法
中华人民共和国国家标准UDC 629.113.013汽车悬挂系统的固有频率和阻尼比621.113.07测定方法GB 4783—84 Method of measurement for natural frequencyand damping ratio—Automotive suspension system本标准适用于各种类型双轴汽车悬挂系统固有频率和阻尼比测定。
测定参数包括车身部分（簧载质量）的固有频率和阻尼比以及车轮部分（非簧载质量）的固有频率。
这三个参数是分析悬挂系统振动特性和对汽车平顺性进行研究和评价的基本数据。
1试验条件1．1试验在汽车满载时进行。
根据要可补充空载时的试验。
试验前称量汽车总质量及前、后轴的质量。
1．2悬架弹性元件、减振器和缓冲块应符合技术条件规定。
根据需要可补充拆下减振器和拆下缓冲块的试验。
1．3轮胎花纹完好，轮胎气压符合技术条件所规定的数值。
2测量仪器的频响与测点2．1测量仪器的频率范围应能满足0.3～100Hz的要求。
2．2振动传感器装在前、后轴和其上方车身或车架相应的位置上。
3试验方法3．1试验时可用以下三种方法使汽车悬挂系统产生自由衰减振动。
3．1．1滚下法：将汽车测试端的车轮，沿斜坡驶上凸块（凸块断面如图1所示，其高度根据汽车类型与悬挂结构可选取60、90、120mm，横向宽度要保证车轮全部置于凸块上），在停车挂空档发动机熄火后，再将汽车车轮从凸块上推下、滚下时应尽量保证左、右轮同时落地。
3．1．2抛下法：用跌落机构将汽车测试端车轴中部由平衡位置支起60或90mm，然后跌落机构释放，汽车测试端突然抛下。
3．1．3拉下法：用绳索和滑轮装置将汽车测试端车轴附近的车身或车架中部由平衡位置拉下60或90mm，然后用松脱器使绳索突然松脱。
注：用上述三种方法试验时，拉下位移量、支起高度或凸块高度的选择要保证悬架在压缩行程时不碰撞限位块，又要保证振动幅值足够大与实际使用情况比较接近。
簧载质量或悬架质量
f0 1/ T
f1 1 / T
车身部分
车轮部分
悬架系测试
五、实验数据处理(3/7)
1．时间历程法
– 车身部分振动的半周期衰减率： – 阻尼比
τ=A1/A2
1 2 1 2 Ln
悬架系测试
五、实验数据处理(4/7)
2．频率分析法
(t ) (t ) – 用磁带记录仪记录车身与车轴上自由衰减振动的 Z 加速度信号 和 ，然后在信号处理机上进 行频率分析。 (t ) (t ) Z – 对车身与车轴上的加速度信号 和 进行自 谱处理。 – 处理时用截止频率20 Hz进行低通滤波，采样时间 间隔取20 ms，频率分辨率为
四、实验方法和步骤
2．试验方法
注意事项： – 拉下位移量、支起高度或凸块高度的选择要保证悬架 在压缩行程时不碰撞限位块，又要保证振动幅值足够 大与实际使用情况比较接近。 – 用记录仪记录车身和车轴上自由衰减振动的时间历程， 每次记录时间不少于3 s，保证衰减振动曲线完整，共 记录3～5次。 – 试验时，非测试端悬架一般不用卡死以限制其振动。 在汽车前、后端振动相互联系较强时，非测试端悬架 要卡死（什么样的车型？）。
悬架系测试
二、实验目的及要求
(1) 测定汽车悬架系统固有频率和阻尼比。 (2) 熟悉实验步骤、掌握实验台各相关仪器的使 用方法。
悬架系测试
三、实验所用的主要仪器和设备
(1) 随机输入行驶试验所用仪器。 (2) 测量仪器的频率范围应能满足0.3～100 Hz的要求。振 动传感器装在前、后轴和其上方车身或车架相应的位 置上。
振动系统振动能量的输出与汽车悬架系统 固有频率和阻尼比有直接的关系，其大小 对汽车的振动特性有很大的影响，是评价 汽车平顺性的基本参数。
汽车平顺性实验指导书
汽车平顺性实验指导书课程编号：课程名称：实验一悬挂系统的固有频率和阻尼比测定实验一、实验目的汽车车身部分（簧载质量）的固有频率和阻尼比以及车轮部份（非簧载质量）的固有频率是分析悬挂系统振动特性和对汽车平顺性进行研究、评价的基本数据。
也是车辆车辆专业学生必须掌握的基本技能。
通过对汽车悬挂系统固有频率和阻尼比测定，使学生学会和掌握车辆振动的基本试验方法，采集和处理实验数据并根据已学过的理论知识进行深入分析，培养学生解决实际工程问题的能力。
二、实验的主要内容了解车辆振动测试系统的组成和测试原理，汽车悬挂系统的固有频率和阻尼比测定方法和数据分析。
三．实验设备和工具1．实验车辆小型客车、载货汽车或摩托车一辆1．1 试验应在汽车满载时进行。
试验前称量汽车总质量及前、后轴的质量。
1．2 悬架弹性元件、减振器和缓冲块应符合该车技术条件规定。
根据需要可拆下减振器和缓冲块。
1．3 轮胎花纹完好，轮胎气压符合技术条件所规定的数值。
2．测量仪器振动加速度传感器2只数据采集和信号分析仪1台2．1 测量仪器的频率范围应能满足0.3～100Hz的要求。
2．2 振动传感器装在前、后轴和其上方车身或车架相应的位置上，其质量应不足以影响试验结果。
四、实验原理可用各种不同的方法（滚下法、抛下法或拉下法）使汽车悬挂系统产生自由衰减振动，利用振动测试系统采集各车轮自由衰减振动的加速度时间历程，分析处理实测数据并分别得到该车辆各车轮和悬挂系统的固有频率和相对阻尼系数，并对车辆的悬挂系统的设计参数进行客观评价。
五、实验方法与步骤（滚下法）（一）测量数据1．用磁性底座将振动加速度传感器器分别安装在被测车轮的车轴上方（悬架弹性元件的下方）和该侧车轮所对应的车身底板（悬架弹性元件的上方）处，检查并确保传感器安装牢固可靠。
2．开动汽车，使测试端的车轮沿凸块斜面滚至凸块上（凸块断面如图1所示），其高度根据汽车类型与悬挂结构可选取60、90、120mm，横向宽度要保证车轮全部置于块凸上，在停车、挂空档、发动机熄火后，再将汽车车轮从凸块上推下，若同时测量的两侧车轮，滚下时应保证左、右轮同时落地。
阻尼和固有频率的测量 ppt课件
图7 速度响应判别速度共振 图8位移响应判别速度共振
图9加速度响应判别速度共振
速度共振的相位判别法的依据即为系统发生 速度共振时，激振力和速度响应之间的相位 差为0。实验时，将激振力信号接入示波器的 ｘ轴，速度响应信号接入示波器的ｙ轴，改 变激振信号的频率 ，根据李沙育原理， 屏幕上将出现如图７的图像。即当图像变成 斜直线时，系统发生速度共振，此时，
应为
图1 单自由度系统模型
（1）
衰减系数
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2
响应曲线如图2所示。 结论：
频率，
为衰减振动的周期， 为衰减振动的圆频率。
ppt课件
为衰减振动的
3
图2 弱阻尼衰减振动的响应曲线
ppt课件
4
从图2衰减振动的响应曲线上可直接测量出
，然后根
据
可计算出 n ；
计算出 p； 可计算出
计算出r；
计算出无阻尼时系统的固有频率 ；
阻尼系数和固有频率 的测量
ppt课件
1
8.1 阻尼系数的测量
8.1.1 自由振动衰减法
图1所示的一个单自由度质量---弹簧----
阻尼系统，其质量为m (kg)，弹簧刚度系
数为k (N/m)，粘性阻尼系数为r (N. m
/s)。当质量上承受初始条件t=0时，位
移
，速度
激励时，将做
自由衰减振动。在弱阻尼条件下其位移响
，即激振力的频率就是系统的固有 频率。 若示波器ｙ轴上分别接入的是位移信号和加 速度信号，则屏幕上出现图８，９的图像。
ppt课件
16
8.2.３ 稳态激振法
图3所示为一个单自由度 质量---弹簧----阻尼系统强迫振 动模型。
位移响应为 位移幅值
汽车悬挂系统的固有频率和阻尼比测量
汽车悬挂系统的固有频率和阻尼比测量汽车悬挂系统的固有频率和阻尼比测量一、测量仪器DH5902坚固型动态数据采集系统，DH105E加速度传感器，DHDAS基本控制分析软件，阻尼比计算软件。
二、测量方法、试验在汽车满载时进行。
根据需要可补充空载时的试验。
试验前称量汽1 车总质量及前、后轴的质量。
2、DH105E加速度传感器装在前、后轴和其上方车身或车架相应的位置上。
3、可用以下三种方法使汽车悬挂系统产生自由衰减振动。
3.1 滚下法:将汽车测试端的车轮，沿斜坡驶上凸块(凸块断面如图所示，其高度根据汽车类型与悬挂结构可选取60、90、120mm，横向宽度要保证1车轮全部置于凸块上)，在停车挂空档发动机熄火后，再将汽车车轮从凸块上推下、滚下时应尽量保证左、右轮同时落地。
3.2 抛下法:用跌落机构将汽车测试端车轴中部由平衡位置支起60或90mm，然后跌落机构释放，汽车测试端突然抛下。
3.3 拉下法:用绳索和滑轮装置将汽车测试端车轴附近的车身或车架中部由平衡位置拉下60或90mm，然后用松脱器使绳索突然松脱。
注:用上述三种方法试验时，拉下位移量、支起高度或凸块高度的选择要保证悬架在压缩行程时不碰撞限位块，又要保证振动幅值足够大与实际使用情况比较接近。
对于特殊的汽车类型与悬架结构可以选取60、90、120mm以外的值。
4、数据处理4.1 用DH5902采集仪记录车身和车轴上自由衰减振动的加速度信号;4.2 在DHDAS软件中对车身与车轴上的加速度信号进行自谱分析，截止频率使用20Hz低通滤波，采样频率选择50Hz，频率分辨率选择0.05Hz;4.3 加速度自谱的峰值频率即为固有频率;4.4 在DHDAS软件中选择频响分析，车轴上的信号作为输入，车身上的信号作为输出得到幅频特性曲线，采样频率选择200Hz，该曲线的峰值频率为车轮部分不运动时的车身部分的固有频率f’,有软件中的阻尼比计算模块直接0 得出阻尼比。
2三、仪器指标1、DH5902数据采集仪1.1通道数:每个模块由控制单元、供电单元和最多四组各种类型测试单元任意组合而成，每单元有4个测试通道;1.2 控制单元内置了高性能嵌入式计算机、抗振高速电子硬盘(32G)，100M以太网接口;无线以太网接口。
阻尼和固有频率的测量
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8.2.３ 稳态激振法
图3所示为一个单自由度 质量---弹簧----阻尼系统强迫振 动模型。
位移响应为 位移幅值
图3 单自由度系统模型
系统确定后p,n,m是确定的。只要保证激 振力幅值 是常量， 的大小唯一取 决于激振力频率 。稳态激振法是每 给定一个激振频率 ，测量一次位移 响应幅值 ，从而得到一组 随 变化的数据。以 为横坐标， 为 纵坐标，可描在曲线上，振幅最大的点对 应的激振频率称为共振频率，测试系统发 生了位移共振。
速度信号与激振力信号之间的相位差 加速度响应
幅值 取得极值的条件为
，即在该点发生共振。共振幅值
加速度信号与激振力信号之间的相位差
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图7 速度响应判别速度共振 图8位移响应判别速度共振
图9加速度响应判别速度共振
速度共振的相位判别法的依据即为系统发生 速度共振时，激振力和速度响应之间的相位 差为0。实验时，将激振力信号接入示波器的 ｘ轴，速度响应信号接入示波器的ｙ轴，改 变激振信号的频率 ，根据李沙育原理， 屏幕上将出现如图７的图像。即当图像变成 斜直线时，系统发生速度共振，此时，
取得极值的条件为
，即当
时，系统发生速度共振，
。此时相位差
，即速度响应与激振力
之间的相位差为0；阻尼力
，即激振力所作的功全部被阻尼所消耗。故有系统发生速度共振时，
可编辑ppt
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Байду номын сангаас
因此，只要测量系统发生速度共振时的速度幅值
幅值 ，即可计算出阻尼系数 ，并根据
汽车悬架测试实验指导书
《汽车悬架实验台》实验指导书学院名称:交通与汽车工程学院适用专业:汽车、汽发、汽电、交运、汽车服务工程编写单位: 交通与汽车工程实验中心编写人: 陈飞审核人:审批人:2009年10月10日一、实验目的和任务1、掌握汽车悬架实验台的结构和工作原理。
2、了解汽车悬架实验台的测试步骤。
二、实验内容1、汽车悬架实验台的结构。
2、汽车悬架实验台工作原理。
3、汽车悬架实验台测试步骤。
三、实验仪器、设备及材料汽车悬架实验台。
四、实验原理及测试过程汽车悬架振动试验台是测试汽车悬架振幅和振动时间的设备，能快速检测、判断汽车悬架装置的完好程度。
1、实验台基本结构谐振式悬架试验台的机械部分由电机、偏心轮、惯性飞轮和激振弹簧组成，图l 为其结构示意图，其电子电器控制部分由计算机、传感器、A／D 多功能卡、电磁继电器及控制软件组成。
2、实验台工作原理检测时，将汽车驶上支承平台，起动测试程序，电动机带动偏心机构使整个汽车振动，激振数秒钟，达到角频率为ω。
的稳定强迫振动后断开电动机电源，接着与电动机紧固的储能飞轮以起始频率为ω的角频率进行扫频激振，由于停在台面上的车轮的固有频率处于ω与0之间，因此储能飞轮的扫频激振总能使汽车一试验台系统产生共振。
断开电动机电源的同时，起动采样测试装置记录波形，待达到共振频率时，停止采样，然后进行数据处理、分析，评价汽车悬架的性能。
将汽车驶上试验台，关闭发动机。
驾驶员离开车辆后，操作者便可以起动测试程序进行检测。
试验台首先起动左电机，通过偏心机构对左侧车轮进行激振，待振动稳定后，程序会自动关闭左电机，此时靠惯性飞轮存储的能量释放进行扫频激振，计算机会对整个扫频过程的波形进行同步测试。
在左、右车轮均测试完毕后，计算机会对左、右车轮的振动波形进行数据处理，并打印出结果，用以评价左、右悬架的减振性能。
由汽车理论可知，汽车悬架装置的弹性元件或减振器损坏，会使悬架装置的角刚度减小，增加高频非悬挂质量的振动位移，使车轮和道路的接触状态变坏。
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f1 1/T
车身部分
车轮部分
悬架系测试
五、实验数据处理(3/7)
1．时间历程法
车身部分振动的半周期衰减率：
τ=A1/A2
阻尼比
1
1
2
L2n
悬架系测试
五、实验数据处理(4/7)
2．频率分析法
用磁带记录仪记录Z车(t)身与(t车) 轴上自由衰减振动
的加速度信号
悬架系测试
六、实验报告的基本内容和要求
(1) 实验过程的详细记录。 (2) 实验数据的记录和数据处理。 (3) 简述如何测定汽车悬架系统固有频率和阻尼
比。
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用方法。
悬架系测试
三、实验所用的主要仪器和设备
(1) 随机输入行驶试验所用仪器。 (2) 测量仪器的频率范围应能满足0.3～100 Hz的要求。
振动传感器装在前、后轴和其上方车身或车架相应的 位置上。
(3)数据处理设备(详见1.4节) (4)两种形状的单凸块作为脉冲输入：三角形和长坡形。
悬架系测试
悬架系测试
四、实验方法和步骤
2．试验方法 (1) 滚下法：将汽车测试端的车轮，沿斜坡
驶上凸块，其高度根据汽车类型与悬架结 构可选取60 mm、90 mm、120 mm，横向宽 度要保证车轮全部置于凸块上，在停车挂 空挡发动机熄火后，再将汽车车轮从凸块 上推下，滚下时应尽量保证左、右轮同时 落地。
悬架系测试
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实验教学系列课件 ----汽车悬架系统固有频率和阻
尼比测试实验
重庆交通大学交通运输工程实验 教学中心
• 本节主要内容和要求： • (1) 测定汽车悬架系统固有频率和阻尼比。 • (2) 熟悉实验步骤、掌握实验台各相关仪器
的使用方法。
• 重点：试验数据处理
悬架系测试
一、理论基础（1/2）
振动系统振动能量的输出与汽车悬架系统 固有频率和阻尼比有直接的关系，其大小 对汽车的振动特性有很大的影响，是评价 汽车平顺性的基本参数。
四、实验方法和步骤
2．试验方法 (2)抛下法：用跌落机构将汽车测试端车轴中
部由平衡位置支起60 mm或90 mm，然后将 跌落机构释放，汽车测试端突然抛下。 (3) 拉下法：用绳索和滑轮装置将汽车测试 端车轴附近的车身或车架中部由平衡位置 拉下60 mm或90 mm，然后用松脱器使绳索 突然松脱。
悬架系测试
四、实验方法和步骤
2．试验方法 注意事项： 拉下位移量、支起高度或凸块高度的选择要保证悬
架在压缩行程时不碰撞限位块，又要保证振动幅 值足够大与实际使用情况比较接近。 用记录仪记录车身和车轴上自由衰减振动的时间历 程，每次记录时间不少于3 s，保证衰减振动曲线 完整，共记录3～5次。 试验时，非测试端悬架一般不用卡死以限制其振动。 在汽车前、后端振动相互联系较强时，非测试端 悬架要卡死（什么样的车型？）。
悬架系测试
五、实验数据处理(1/7)
数据处理方法有时间历程法和频率分析法两种： 1．时间历程法 由记录得到的车身及车轴上的自由衰减振动曲线，与
时标比较或在信号处理机上读出时间间隔的值，都可 以得到车身部分振动周期T和车轮部分振动周期T′。
悬架系测试
五、实验数据处理(2/7)
1．时测条件 (1) 试验在汽车满载时进行。根据需要可补
充空载时的试验。试验前称量汽车总质量 及前、后轴的质量（用什么称量？）。 (2) 悬架弹性元件、减振器和缓冲块应符合 技术条件规定。根据需要可补充拆下减振 器和拆下缓冲块的试验。 (3) 轮胎花纹完好，轮胎气压符合技术条件 所规定的数值。
车身部分固有频率f0
悬架系测试
五、实验数据处理(6/7)
2．频率分析法 (2) 车轮部分加速度均方根自谱的峰值频率即为
车轮部分固有频率f1
悬架系测试
五、实验数据处理(7/7)
2．频率分析法 (3) 车轴上加速度信号(t)
作为输入Z(，t) 车身上加 速度信号 Z作/为输 出进行频率响应函数 处理得到幅频特 性的求峰出值阻A尼，p比可由 以。幅A近1频p2 似特1 的性
和
，然后在信
号处理机上进行频率分析。 Z(t) (t)
对车身与车轴上的加速度信号
和
进行自谱处理。
处间理间时隔用取截2止0 频ms率，2频f0 率Hz0分进.0辨行5 H率低z为通滤波，采样时
悬架系测试
五、实验数据处理(5/7)
2．频率分析法 (1) 车身部分加速度均方根自谱的峰值频率即为
悬架系测试
一、理论基础（2/2）
• 本实验是测定汽车车身部分(簧载质量或悬 架质量)的固有频率和阻尼比以及车轮部分 (非簧载质量或非悬架质量)的固有频率。
• 这种试验适用于各种类型双轴汽车悬架系 统固有频率和阻尼比测定。
悬架系测试
二、实验目的及要求
(1) 测定汽车悬架系统固有频率和阻尼比。 (2) 熟悉实验步骤、掌握实验台各相关仪器的使