【理论】车辆双轴振动模型（一）

编辑：CrazyRabbit
日期：2022年6月28日

当对车辆进行平顺性分析的时候，有时候需要将问题简化，常见的一种简化方式是二自由度双轴模型（如下图）。可以进行车辆垂直振动$z$和俯仰振动$\phi$分析。

此时，将质量为$m_2$，转动惯量为$I_y$的车身按动力学等效的条件分解为前轴、后轴和质心C上的三个集中质量：$m_{2f},m_{2r}$和$m_{2c}$。
等价形式如下：

• 总质量不变

$m_{2f}+m_{2r}+m_{2c}=m_2$

• 质心位置不变

$m_{2f}a-m_{2r}b=0$

• 转动惯量不变

$I_y=m_2{\rho }_y^2=m_{2f}{a}^2+m_{2r}{b}^2$
可以得出：
$m_{2c}=m_2(1-\frac{{\rho }_y^2}{ab})=m_2(1-\epsilon )$
当$\epsilon =\frac{{\rho }_y^2}{ab}=1$时，$m_{2c}$等于0，表示 前后轮的振动相互解耦 ，即前后车轴的振动相互不影响，是一种理想状态，一般常见的取值范围在0.8~1之间。

• 有时候$m_{2c}$会是负值，不用在意
• $\epsilon =1$的理想状态下，悬架偏频等于系统主频，悬架偏频的计算本质上是一种二自由度双轴振动系统主频的简易算法