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干货!车的晃动与车震动的关系!这几类物理知识你造吗?

时间:2018-08-03 19:40   来源:网络整理   关键词:物理,知识   作者:张璠

那年这时候,误入丛林深处的二师兄,见证了一幕活色生香的图景:

哦啊,哦啊。。。。。。哎呀,哎呀。。。。。

怕被和谐,此处省略500字描写,各位自行脑补~

但是,那车真的“震”的很有节奏啊!

二师兄久久不能忘怀,

那车,怎么就震了呢?

学过中学物理的我知道,车震的时候,两个人在车子里,那应该算是车子内部的力,为什么能让车晃起来?

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从物理学入手,我认为首先要弄清研究对象。

如果你只研究汽车的运动情况,请务必把人对车的力看成「外力」;

如果一定要把人和车看成一个系统,车就只是系统中一个元素而已,它是可以做变速运动的,如双星系统,主星和伴星都做圆周运动(变速运动),但内力不改变系统质心。

此题到这里可以结束了。但是从结构入手,还能谈点细节。

车震时,汽车本身不能视为一个刚体。悬架在振动中起到重要作用。

这其实是车辆工程专业的考研论述题,对,你没有看错,考点是「n自由度汽车振动简化模型」。刨去数学计算,用通俗语言把汽车简化一下,结构是这样的:

车身压在悬架上,悬架压在车轮(车桥)上,车轮压在地上。

有两处连接是「软」的,即连接车身和车轮的悬架,以及轮胎。悬架的「软连接」有两个好处,它一来可以缓冲,由弹簧负责;二来可以减震,由减震器实现。通常两者做到一块儿,如下图:

因为悬架刚度相对充足气的轮胎要小很多(悬架就是要比轮胎「软」,否则失去意义),姑且忽略轮胎的形变,用两个符号分别代表弹簧和减震器:

那么,人、车身、地面组成的振动模型如下图:

当人在车内运动的时候,人做变速运动,有加速度。根据牛三,车身受到人施加的变力,我们称之为驱动力。车身做受迫振动,振动频率趋近驱动力的频率。

人对车做功,车身和地面之间的悬架也发生反复形变,即谓车震。

而减震器伸缩过程中有阻尼,机械能耗散。所以能量来自人体ATP,最终转化为减震器内能。输入输出平衡,生命达到了可持续大和谐。

可能有人要问,悬架是否有固有频率?当运动频率接近固有频率时,会显著振动(共振),被人看见多尴尬。

会的。并且,悬架固有频率约在1~1.6Hz之间。为什么?

人走路时质心不断上下运动,在上万年进化过程中,人体内脏习惯了竖直方向振动,并且对1~1.6Hz最具耐受性,这是人走路的频率。

汽车行驶过程中轻微振动不可避免,通过悬架调教,向人性化靠拢,是设计的必然,也是巧妙之处。

所以热爱使车震动趣玩的盆友们,如果不想弄得太明显,运动时尽量避开这一频率区间哦。