第四课单自由度基础理论的工程应用 ●主要内容： ■学习单自由度振动的目的 ◆很多振动问题可简化成单自由度问题开展基础性研究 ◆理解振动的本质，弹性、惯性相互作用引起运动超越 ◆理解阻尼的作用机制，固有频率附近减振效果显著 ◆单自由度振动不只是在固有频率才会振动，强迫振动 ■振动隔离一定义及分类 ■振动隔离一积极隔振 ■振动隔离一消极隔振 ■振动隔离一分析及总结 ■测振传感器 ■隔振与减振什么区别？ ·1.1振动隔离一定义及分类 ■有效的隔离振动是工程领域相当重要的问题。 ◆精密加工测量、芯片刻蚀需要与地面隔离： ◆加工载荷引起加工精度降低、刀具破损： ◆高精尖仪器设备一般都在负一楼，或隔振地基上运行： ◆铁路、工厂周边路面载荷明显，民不聊生，噪声影响生活： ◆有明显冲击振动环境周边不会出现精密加工厂、实验室； ◆老司机腰疼、胃不好。 ■单自由度隔振设计思路 ◆原有结构基础上，增加弹簧、阻尼环节构成单自由度振动 系统，开展弹簧、阻尼匹配研究，实现减振设计： ◆原有单自由度振动系统振动情况不理想，开展弹簧、阻尼 匹配研究，实现减振设计： 1
1 第四课单自由度基础理论的工程应用 主要内容： 学习单自由度振动的目的 很多振动问题可简化成单自由度问题开展基础性研究 理解振动的本质，弹性、惯性相互作用引起运动超越 理解阻尼的作用机制，固有频率附近减振效果显著 单自由度振动不只是在固有频率才会振动，强迫振动 振动隔离—定义及分类 振动隔离—积极隔振 振动隔离—消极隔振 振动隔离—分析及总结 测振传感器 隔振与减振什么区别？ 1.1 振动隔离—定义及分类 有效的隔离振动是工程领域相当重要的问题。 精密加工测量、芯片刻蚀需要与地面隔离； 加工载荷引起加工精度降低、刀具破损； 高精尖仪器设备一般都在负一楼，或隔振地基上运行； 铁路、工厂周边路面载荷明显，民不聊生，噪声影响生活； 有明显冲击振动环境周边不会出现精密加工厂、实验室； 老司机腰疼、胃不好。 单自由度隔振设计思路 原有结构基础上，增加弹簧、阻尼环节构成单自由度振动 系统，开展弹簧、阻尼匹配研究，实现减振设计； 原有单自由度振动系统振动情况不理想，开展弹簧、阻尼 匹配研究，实现减振设计；
◆原有单自由度振动系统振动情况不理想，需要进一步增加 自由度振动系统，这是后面学习的内容。比如，101大楼 质量球阻尼器。 ■积极隔振，本身是剑子手，主动一点儿，减小对外界影响 ■消极隔振，本身是受害者，被动挨打，希望人家仁慈一点儿 ●1.2振动隔离一积极隔振 ■本身振动冲击很大，希望振动不往外传，力不要输出给基础； ■切菜垫桌布、风机垫橡胶、发动机振动不要传递至车身等等： ■发动机振动不要传递至车身。 ●1.3振动隔离一消极隔振 ■本身要求精度很高，希望振动不往内传，不要产生振动； ■快递垫泡沫、仪器放在气浮平台上、汽车悬架、空气弹簧等 ■更尖端的主动隔振技术，反馈原理实现 ■汽车振动突出，发动机不往外，地面不往里， ·1.4振动隔离一分析及总结 ■积极隔振，评价力幅值减振效果： ■消极隔振，评价位移幅值减振效果： ■单自由度系统，要实现质量和基础之间的力和位移影响 ◆必须频率比大于根2才有可能，就是说激励频率要大于系 统固有频率才有效果： ◆频率满足条件再考虑阻尼，大了不好，小了也不好。 ·振动隔离一测振传感器 ■测量振动的传感器类型非常多：激光测振（多普勒、反射）， 霍尔传感器、电容传感器、振动传感器等； ■测振传感器原理 2
2 原有单自由度振动系统振动情况不理想，需要进一步增加 自由度振动系统，这是后面学习的内容。比如，101 大楼 质量球阻尼器。 积极隔振，本身是刽子手，主动一点儿，减小对外界影响 消极隔振，本身是受害者，被动挨打，希望人家仁慈一点儿 1.2 振动隔离—积极隔振 本身振动冲击很大，希望振动不往外传，力不要输出给基础； 切菜垫桌布、风机垫橡胶、发动机振动不要传递至车身等等； 发动机振动不要传递至车身。 1.3 振动隔离—消极隔振 本身要求精度很高，希望振动不往内传，不要产生振动； 快递垫泡沫、仪器放在气浮平台上、汽车悬架、空气弹簧等； 更尖端的主动隔振技术，反馈原理实现 汽车振动突出，发动机不往外，地面不往里， 1.4 振动隔离—分析及总结 积极隔振，评价力幅值减振效果； 消极隔振，评价位移幅值减振效果； 单自由度系统，要实现质量和基础之间的力和位移影响 必须频率比大于根 2 才有可能，就是说激励频率要大于系 统固有频率才有效果； 频率满足条件再考虑阻尼，大了不好，小了也不好。 振动隔离—测振传感器 测量振动的传感器类型非常多：激光测振（多普勒、反射）， 霍尔传感器、电容传感器、振动传感器等； 测振传感器原理
●隔振与减振有什么区别 网上搜索，隔振比诚振的搜索成功率更高。那么为什么课本上讲隔振，而 平常说减振比较多？ 个人理解：从本课内容上看，这里的隔振，指的是单自由度系统的激励与 响应之间的振动特征的“隔离”。虽说是隔离，实际上也只是响应与激励的幅值 之比，得到的也是衰减关系，没有完全隔离开。所以，本质上就是减轻振动对 需要保护的对象的影响。称为减振，也没有什么问题
3 隔振与减振有什么区别 网上搜索，隔振比减振的搜索成功率更高。那么为什么课本上讲隔振，而 平常说减振比较多？ 个人理解：从本课内容上看，这里的隔振，指的是单自由度系统的激励与 响应之间的振动特征的“隔离”。虽说是隔离，实际上也只是响应与激励的幅值 之比，得到的也是衰减关系，没有完全隔离开。所以，本质上就是减轻振动对 需要保护的对象的影响。称为减振，也没有什么问题
·减振刀具 20世纪60年代，以Teeness为代表的刀具研究团队，已经充分证明切削产 生振动的根源：“振动可看成是切削刀具的可变挠曲，如果无挠曲，也就无所谓 振动。”导致刀具切削过程产生振动的因素有很多，主要有以下三方面：①包括 刀具在内的工艺系统刚性不足，导致其固有频率低。②切削产生了一个足够大 的外激力。③这个外激力的频率与工艺系统的固有频率相同，随即产生共振。 随者近年来难加工材料的应用和高速切削的技术推广，振动成为了提高加 工效率的的障碍之一，振动的产生直接影响了交给你个精度和表面粗糙度：使 刀具磨损加快，甚至产生崩刃，严重降低刀具寿命，振动使得机床各部件之间 的配合受损，精度下降，严重时会使切削加工无法进行。 ●刀具减振技术 材料减振。利用材料减振方法主要是使用高强度的新型材料来增加刀具质 量和静刚度来防止颤振，刚度和强度都比较大的硬质合金材料备受青睐。 阻尼减振。阻尼减振原理，主要通过增大系统阻尼系数使得振动的能量加 速损耗，达到振幅迅速衰减的目的。 摩擦减振。叶伟昌等在镗杆内部放置一重块被支承在两个弹簧中间，重块 选用密度大的材料，在镗削加工过程中，腔内组合件组成一个动态系统，该系 统在支承面上连续不断地运动，产生一种吸收镗杆振动的阻尼摩擦，可减小镗 杆的振动。类似的还有扭转摩擦减震器(Lanchester damper),它用弹簧连结系 统的主质量和附加质量。 动力减振。动力减振原理不是靠消耗能量来减振。而是利用附加质量的动 力作用，使弹性元件加在主系统的力与干扰力尽量平衡来减弱振动的。在设计 吸振器时，可根据主系统的质量和固有频率选定吸振器的质量，并进一步求出 刚度和阻尼比。根据作用方式的不同，可分为主动式和被动式两种，被动式 且被设计好固有频率，动刚度都不能改变，而主动式可以通过调节子系统改变 镗杆的动刚度，适应范围较广。 主动/伴主动减振。主动控制方法基于反馈控制的原理，检出系统目标状态 4
4 减振刀具 20 世纪 60 年代，以 Teeness 为代表的刀具研究团队，已经充分证明切削产 生振动的根源：“振动可看成是切削刀具的可变挠曲，如果无挠曲，也就无所谓 振动。”导致刀具切削过程产生振动的因素有很多，主要有以下三方面：①包括 刀具在内的工艺系统刚性不足，导致其固有频率低。②切削产生了一个足够大 的外激力。③这个外激力的频率与工艺系统的固有频率相同，随即产生共振。 随着近年来难加工材料的应用和高速切削的技术推广，振动成为了提高加 工效率的的障碍之一，振动的产生直接影响了交给你个精度和表面粗糙度；使 刀具磨损加快，甚至产生崩刃，严重降低刀具寿命，振动使得机床各部件之间 的配合受损，精度下降，严重时会使切削加工无法进行。 刀具减振技术 材料减振。利用材料减振方法主要是使用高强度的新型材料来增加刀具质 量和静刚度来防止颤振，刚度和强度都比较大的硬质合金材料备受青睐。 阻尼减振。阻尼减振原理，主要通过增大系统阻尼系数使得振动的能量加 速损耗，达到振幅迅速衰减的目的。 摩擦减振。叶伟昌等在镗杆内部放置一重块被支承在两个弹簧中间，重块 选用密度大的材料，在镗削加工过程中，腔内组合件组成一个动态系统，该系 统在支承面上连续不断地运动，产生一种吸收镗杆振动的阻尼摩擦，可减小镗 杆的振动。类似的还有扭转摩擦减震器（Lanchester damper），它用弹簧连结系 统的主质量和附加质量。 动力减振。动力减振原理不是靠消耗能量来减振。而是利用附加质量的动 力作用，使弹性元件加在主系统的力与干扰力尽量平衡来减弱振动的。在设计 吸振器时，可根据主系统的质量和固有频率选定吸振器的质量，并进一步求出 刚度和阻尼比。根据作用方式的不同，可分为主动式和被动式两种，被动式一 旦被设计好固有频率，动刚度都不能改变，而主动式可以通过调节子系统改变 镗杆的动刚度，适应范围较广。 主动/半主动减振。主动控制方法基于反馈控制的原理，检出系统目标状态
量的变动，然后把与该状态量反相的同频率、同幅度控制量加到这个状态量本 身或作相应变动后加在别的状态量上。对于频率低的大型镗杆主动控制优势更 加突出。 ●刀具减振技术展望 到目前为止，国内的工具厂商还没有在车刀和授刀方面有大的进展，特别 是在制造长径比比较大的方面基本没有，而且内置减振系统防振刀杆方面的开 发工作也还很少。在国内也有很多高校在研制减振刀具，如浙江大学、四川大 学、燕山大学、哈尔滨理工大学、长春理工大学、北京航空航天大学、东北大 学、吉林大学、西华大学等。随着研究工作的进行，刀具的减振技术可在以下 三个方面得到发展： (1)随着智能材料研究的深入，现代控制理论应用，现代通讯技术的发展， 主动控制是未来倍受青睐的研究主题之一。 (2)半主动控制可靠性高，控制范围宽、适应性强也将成为今后研究的方 向之一 (3)精简结构，提高可控性，增强稳定性：目前镗杆上的主动或半主动控 制结构相当复杂，导致了较低的可靠性，巧妙的结构设计仍然是未来研究的主 题之一
5 量的变动，然后把与该状态量反相的同频率、同幅度控制量加到这个状态量本 身或作相应变动后加在别的状态量上。对于频率低的大型镗杆主动控制优势更 加突出。 刀具减振技术展望 到目前为止，国内的工具厂商还没有在车刀和授刀方面有大的进展，特别 是在制造长径比比较大的方面基本没有，而且内置减振系统防振刀杆方面的开 发工作也还很少。在国内也有很多高校在研制减振刀具，如浙江大学、四川大 学、燕山大学、哈尔滨理工大学、长春理工大学、北京航空航天大学、东北大 学、吉林大学、西华大学等。随着研究工作的进行，刀具的减振技术可在以下 三个方面得到发展: （1）随着智能材料研究的深入，现代控制理论应用，现代通讯技术的发展， 主动控制是未来倍受青睐的研究主题之一。 （2）半主动控制可靠性高，控制范围宽、适应性强也将成为今后研究的方 向之一。 （3）精简结构，提高可控性，增强稳定性：目前镗杆上的主动或半主动控 制结构相当复杂，导致了较低的可靠性，巧妙的结构设计仍然是未来研究的主 题之一
·发动机振动不要传递至车身 M+cx+kx meo'sinot M+c+kx=meo'sinot letx=and substitute into above -o'MAe joc Ae+k e=meoel (（-o2M+joc+k)A=meo2 meo w经成司 me 22 咒-+ 入2 F=meo'eim 22 22 =d+加=ja7-+ae“+-4a 6c贤a 2 F(joc+k)M2+ioc+k2 n=F meo? Mo2-22+j22+1 k 12 MoMo2-+j25+11 521） 2j52+1 -22+j252+1 -12+j252+1 6
6 发动机振动不要传递至车身 2 Mx cx kx me t sin 2 j 2 j j j 2j 2 2 2 2 2 2 2 2 2 0 2 j 2 2 j sin let e and substitute into above e je e e j j j2 1 j e j2 1 e j t t tt t n t t g Mx cx kx me t x A M A cA k A me M c k A me m e A me me M M ck M c M me x M F me m F cx kx c 2 2 j j 2 2 2 j 2 e e j2 1 j2 1 j e j2 1 t t t e me k M M me c k M 2 2 2 g 2 22 2 2 2 22 22 2 2 2 2 j j2 1 j j2 1 2 j j j2 1 j2 1 2 1 j 2j 1 j2 1 j2 1 a n n me c k F M c k F me M c k M MM M
●主动隔振关键技术 作者：中国科普博览 链接：htps:/www.zhihu.com/question/58654252/answer/158670309 来源：知乎 「天舟一号」除了货运，还有哪些任务？主动隔振关键技术验证。由中国 科学院空间应用工程与技术中心负责。 实验内容：(1)在空间进行六自由度主动隔振关键技术验证，评估六自由 度主动隔振控制算法，测试验证主动隔振系统的功能和性能指标；(2)在飞船 平稳期为非牛顿实验检验关键技术验证装置提供高水平微重力环境。 生活中，当我们手里拿着一杯满满的水，走动时，水就容易洒：当我们手 里拿者相机，如果发生抖动，照片就会模糊。在工业生产中，静密加工平台中 遇到振动，就会造成加工失败：结晶体中遇到振动，晶体生长就会出现瑕疵： 吊舱相机中发生晃动，会影响图像质量。而航天器上，虽然处于微重力环境， 但是由于星上、船上的姿轨控、风机、飞轮、帆板的动作，带来了很多扰动。 根据国内外微重力测量及分析结果，表明空间飞行器由于受到各种扰动作用力 的影响，其内部微重力水平并不理想。 科学实验（流体、材料、基础物理实验）如果不能克服这些微扰动，就达 不到理想的微重力效果，失去了上天实验的意义。此外，星上的高分辨对地观 测相机、天文相机，如果遇到振动，就会发生成像模糊。激光通信、激光扫描， 如果遇到船体振动，就会造成光线发散，能量耗散。所以，为保证更好的微重 力环境水平，实现更理想的科学研究成果，就要研制基于主动隔振装置，实现 高微重力环境，才能给航天器上的实验创造更好的条件。 主动隔振系统由定子和浮子两部分构成，利用磁悬浮主动控制技术，使浮 子和定子非接触，从而隔离来自飞船平台的振动。控制器通过加速度计感知浮 子加速度的变化，通过位置敏感器感知定子浮子相对位置的变化，并计算反馈 电流，驱动电磁激励器，形成闭环控制。 >
7 主动隔振关键技术 作者：中国科普博览 链接：https://www.zhihu.com/question/58654252/answer/158670309 来源：知乎 「天舟一号」除了货运，还有哪些任务？主动隔振关键技术验证。由中国 科学院空间应用工程与技术中心负责。 实验内容：（1）在空间进行六自由度主动隔振关键技术验证，评估六自由 度主动隔振控制算法，测试验证主动隔振系统的功能和性能指标；（2）在飞船 平稳期为非牛顿实验检验关键技术验证装置提供高水平微重力环境。 生活中，当我们手里拿着一杯满满的水，走动时，水就容易洒；当我们手 里拿着相机，如果发生抖动，照片就会模糊。在工业生产中，静密加工平台中 遇到振动，就会造成加工失败；结晶体中遇到振动，晶体生长就会出现瑕疵； 吊舱相机中发生晃动，会影响图像质量。而航天器上，虽然处于微重力环境， 但是由于星上、船上的姿轨控、风机、飞轮、帆板的动作，带来了很多扰动。 根据国内外微重力测量及分析结果，表明空间飞行器由于受到各种扰动作用力 的影响，其内部微重力水平并不理想。 科学实验（流体、材料、基础物理实验）如果不能克服这些微扰动，就达 不到理想的微重力效果，失去了上天实验的意义。此外，星上的高分辨对地观 测相机、天文相机，如果遇到振动，就会发生成像模糊。激光通信、激光扫描， 如果遇到船体振动，就会造成光线发散，能量耗散。所以，为保证更好的微重 力环境水平，实现更理想的科学研究成果，就要研制基于主动隔振装置，实现 髙微重力环境，才能给航天器上的实验创造更好的条件。 主动隔振系统由定子和浮子两部分构成，利用磁悬浮主动控制技术，使浮 子和定子非接触，从而隔离来自飞船平台的振动。控制器通过加速度计感知浮 子加速度的变化，通过位置敏感器感知定子浮子相对位置的变化，并计算反馈 电流，驱动电磁激励器，形成闭环控制
主动隔振装置电控箱及主体 载荷 - 浮子 控制器 定子 电孤为校刻电流一。 主动隔振装置工作原理 未来，空间站要广泛应用这项技术，相机上也可能应用到这项技术。这项 技术属于国内首次实施，将使中国成为继美国和加拿大后第3个在轨采用主动 隔振控制技术服务于空间微重力实验研究的国家：将极大支持和推动空间站高 微重力实验平台的研制建设，取得的技术成果，可以直接服务于未来我田空间 站阶段的空间科学实验载荷。 未来，长期目标是做强空间磁悬浮主动隔振的技术，为更多空间应用载荷 服务，例如空间光学相机、激光通信等，助力他们达到更高的指标水平，实现 更高的科学和技术成果。这项技术还可能在航空光学吊舱、车船减振、工业精 密加工、相机防抖等方方面面发挥作用。 看到这里，也许有人会问，既然这是首次实施，那以前的实验都怎么做的 呢？毛主席在《反对党八股》一文中，曾引用一句话，叫“量体裁衣，看菜吃饭”。 开因大典时阅兵飞机太少，周总理说，“那就飞两遍吧”。在没有主动隔振平台 支持的时候，就，别做精度这么高的实验呗
技术 隔振 微重 站阶 服务 更高 密加 呢？ 开国 支持 未来，空 术属于国内 振控制技术 重力实验平 阶段的空间 未来，长 务，例如空 高的科学和 加工、相机 看到这里 ？毛主席在 国大典时阅 持的时候， 空间站要广泛 首次实施， 术服务于空间 平台的研制建 科学实验载 长期目标是做 空间光学相机 技术成果。 机防抖等方方 里，也许有人 《反对党八 兵飞机太少 就，别做精 主动隔 主动 泛应用这项 将使中国 间微重力实 建设，取得 载荷。 做强空间磁 机、激光通 这项技术 方面面发挥 人会问，既 八股》一文中 少，周总理 精度这么高 8 隔振装置电控 动隔振装置工 项技术，相机 成为继美国 实验研究的国 得的技术成果 磁悬浮主动隔 通信等，助力 术还可能在航 挥作用。 既然这是首次 中，曾引用一 理说，“那就 高的实验呗. 控箱及主体 工作原理 机上也可能 国和加拿大 国家；将极 果，可以直 隔振的技术 力他们达到 航空光学吊 次实施，那 一句话，叫“ 就飞两遍吧” . 体 能应用到这项 大后第 3 个在 极大支持和推 直接服务于未 术，为更多空 到更高的指标 吊舱、车船减 那以前的实验 “量体裁衣， ”。在没有主 项技术。这 在轨采用主 推动空间站 未来我国空 空间应用载 标水平，实 减振、工业 验都怎么做 看菜吃饭” 主动隔振平 这项 主动 站高 空间 载荷 实现 业精 做的 ”。 平台
●为什么高级汽车底盘很难开发？ 作者：Brandon Lu 链接：https:/www.zhihu.com/question/23769821/answer//26415422 来源：知平 逛汽车论坛久了，知道发动机，变速箱和底盘是汽车核心，前两者开发难 度大，技术要求高还比较好理解，因为他们结构都很复杂，但是越来越有个疑 问，底盘为什么也难于开发呢？看底盘拆解图发现结构也就那几种：麦弗逊、 扭力梁，多连杆之类的。机械组成也就那几根杆件，没觉得复杂，但是又经常 听车评人说某车底盘反应快，滤震好，动态极限高，行驶品质高级之类的，这 些特性是怎么做出来的？底盘的好坏是成本原因还是技术原因？印象中车评里 说大部分通用车底盘品质高级，底盘隔音滤震好，比如科鲁兹，而本田的就单 薄很多，比如思域。向爱好者、高手、专业人士请教了，3Q 题主问的问题应该是汽车的车辆动力学性能是怎样开发的，不过举的例子 是震动噪声性能的例子啊。先说说车辆动力学性能的定义、工作内容开发的大 概方法，再说说开发中的困难。 问题中说到的底盘反应快，滤震好，动态极限高，行驶品质高级之类的这 些性能，都是车辆在路面上运动时体现出的特性。而车辆动力学就是研究车辆 在路面上的运动的，所关心的运动包括前后方向的如加速、制动，侧向的如转 向性能，上下方向的如乘坐舒适性。车辆动力学是一门即依赖于经验又离不开 分析，既需要主观评估和又必须进行客观测量的学科，复杂的车辆/路面模型使 得精确的分析在目前还不可能，这也带来了开发的困难。 车辆动力学性能也同其他性能一样，可以分解成许多工程参数，比如0-100 加速时间、制动距离、悬挂系统隔振偏频、转向不足等等，之后再可以细分成 很多零部件或子系统的性能要求，比如悬架系统的K/C啊、后桥的扭转刚度啊、 弹簧刚度啊、橡胶衬套的刚度曲线啊。基于这些性能要求，可以在车辆开发的 前期通过虚拟分析的手段选择悬架系统的结构形式，设计出安装硬点等等。在 初步的设计完成后，可以开发出车辆动力学样车进行主观评估以及一些测试， 之后再进行进一步的优化。在实车下线后，还可以进行进一步的评估和测试并 对一些可调的悬架特性进行调教，以达到这辆车的最佳动力学性能。像题主提 9
9 为什么高级汽车底盘很难开发？ 作者：Brandon Lu 链接：https://www.zhihu.com/question/23769821/answer/26415422 来源：知乎 逛汽车论坛久了，知道发动机，变速箱和底盘是汽车核心，前两者开发难 度大，技术要求高还比较好理解，因为他们结构都很复杂，但是越来越有个疑 问，底盘为什么也难于开发呢？看底盘拆解图发现结构也就那几种：麦弗逊、 扭力梁，多连杆之类的。机械组成也就那几根杆件，没觉得复杂，但是又经常 听车评人说某车底盘反应快，滤震好，动态极限高，行驶品质高级之类的，这 些特性是怎么做出来的？底盘的好坏是成本原因还是技术原因？印象中车评里 说大部分通用车底盘品质高级，底盘隔音滤震好，比如科鲁兹，而本田的就单 薄很多，比如思域。向爱好者、高手、专业人士请教了，3Q 题主问的问题应该是汽车的车辆动力学性能是怎样开发的，不过举的例子 是震动噪声性能的例子啊。先说说车辆动力学性能的定义、工作内容开发的大 概方法，再说说开发中的困难。 问题中说到的底盘反应快，滤震好，动态极限高，行驶品质高级之类的这 些性能，都是车辆在路面上运动时体现出的特性。而车辆动力学就是研究车辆 在路面上的运动的，所关心的运动包括前后方向的如加速、制动，侧向的如转 向性能，上下方向的如乘坐舒适性。车辆动力学是一门即依赖于经验又离不开 分析，既需要主观评估和又必须进行客观测量的学科，复杂的车辆/路面模型使 得精确的分析在目前还不可能，这也带来了开发的困难。 车辆动力学性能也同其他性能一样，可以分解成许多工程参数，比如 0-100 加速时间、制动距离、悬挂系统隔振偏频、转向不足等等，之后再可以细分成 很多零部件或子系统的性能要求，比如悬架系统的 K/C 啊、后桥的扭转刚度啊、 弹簧刚度啊、橡胶衬套的刚度曲线啊。基于这些性能要求，可以在车辆开发的 前期通过虚拟分析的手段选择悬架系统的结构形式，设计出安装硬点等等。在 初步的设计完成后，可以开发出车辆动力学样车进行主观评估以及一些测试， 之后再进行进一步的优化。在实车下线后，还可以进行进一步的评估和测试并 对一些可调的悬架特性进行调教，以达到这辆车的最佳动力学性能。像题主提
到的底盘反应快，滤震好，动态极限高，行驶品质高级之类的都属于主观评估 的范畴了。 说起车辆动力学性能开发的困难，与车辆开发中的其他的学科相比，车辆 动力学研究的系统更复杂，零件间的相互作用更多，也更加非线性。而且很多 零件的特性还没有完全被工程师掌握。举个例子，既然车辆动力学的性能考察 车辆与路面的相互作用，那么车辆与路面的接触点，轮胎自然就是决定车辆动 力学性能的最重要的委件之一，但是遗憾的是，目前业界还没有一个能精确描 述轮胎在各种工况下的响应的力学模型，而国内在这方面就欠缺的更多了。缺 少了轮胎的模型，前期的很多分析其实就是建在沙子上的城堡了。这些困难组 合在一起，就导致前期的分析和计算往往只能确定一个大致范围，保证车辆的 动力学性能不至于偏差太多，也就是给后期的主观调校一个比较好的基础。后 期的主观调校是车辆动力学开发中的核心环节之一，而主观的东西就很依赖于 经验了，不是短时间就能形成的能力。 除此之外，车辆动力学性能作为各大汽车公司的核心技术，相对也是比较 保密的。国内一些公司逆向车子的时候，零件可以扫出来，焊点可以拆解，材 料可以测出来，但是悬架的参数就很难测试了，甚至都不知道要测试那些参数， 悬架的硬点位置也是很难逆向的，这些都给后面的开发带来困难，可能看起来 差不多的东西，装在一起开在路上就差异很大，而且往往都不知道差在什么地 方。 另一方面，车辆动力学是一个需要很多平衡的学科，操控性与乘坐舒适性 是矛盾的，与振动噪声性能也是矛盾的。衬套刚度高了，响应比较灵敏，但是 隔振就下降了，噪声就不好了。如何平衡好这些矛盾，最终做出符合市场要求 和客户需求的车子就需要丰富的经验啦，也不是短时间就能掌握的能力。题主 说到的通用的车子底盘隔振性能好，其实是NVH性能中的隔振率，就是橡胶 衬套刚度与底盘结构件刚度和车身安装点刚度的匹配，这方面克鲁兹确实做得 不错，既做到了良好的隔振率又做到了很好的操控性，用扭臂梁这种半独立悬 架就实现了接近多连杆的操控性能，这就需要几十年的经验积累了。 10
10 到的底盘反应快，滤震好，动态极限高，行驶品质高级之类的都属于主观评估 的范畴了。 说起车辆动力学性能开发的困难，与车辆开发中的其他的学科相比，车辆 动力学研究的系统更复杂，零件间的相互作用更多，也更加非线性。而且很多 零件的特性还没有完全被工程师掌握。举个例子，既然车辆动力学的性能考察 车辆与路面的相互作用，那么车辆与路面的接触点，轮胎自然就是决定车辆动 力学性能的最重要的零件之一，但是遗憾的是，目前业界还没有一个能精确描 述轮胎在各种工况下的响应的力学模型，而国内在这方面就欠缺的更多了。缺 少了轮胎的模型，前期的很多分析其实就是建在沙子上的城堡了。这些困难组 合在一起，就导致前期的分析和计算往往只能确定一个大致范围，保证车辆的 动力学性能不至于偏差太多，也就是给后期的主观调校一个比较好的基础。后 期的主观调校是车辆动力学开发中的核心环节之一，而主观的东西就很依赖于 经验了，不是短时间就能形成的能力。 除此之外，车辆动力学性能作为各大汽车公司的核心技术，相对也是比较 保密的。国内一些公司逆向车子的时候，零件可以扫出来，焊点可以拆解，材 料可以测出来，但是悬架的参数就很难测试了，甚至都不知道要测试那些参数， 悬架的硬点位置也是很难逆向的，这些都给后面的开发带来困难，可能看起来 差不多的东西，装在一起开在路上就差异很大，而且往往都不知道差在什么地 方。 另一方面，车辆动力学是一个需要很多平衡的学科，操控性与乘坐舒适性 是矛盾的，与振动噪声性能也是矛盾的。衬套刚度高了，响应比较灵敏，但是 隔振就下降了，噪声就不好了。如何平衡好这些矛盾，最终做出符合市场要求 和客户需求的车子就需要丰富的经验啦，也不是短时间就能掌握的能力。题主 说到的通用的车子底盘隔振性能好，其实是 NVH 性能中的隔振率，就是橡胶 衬套刚度与底盘结构件刚度和车身安装点刚度的匹配，这方面克鲁兹确实做得 不错，既做到了良好的隔振率又做到了很好的操控性，用扭臂梁这种半独立悬 架就实现了接近多连杆的操控性能，这就需要几十年的经验积累了